首页 . 工学 . 矿冶工程 . 〔综论〕 . ﹝冶金工业﹞ . 冶金基本原材料 . 钢铁冶金基本原材料

炭素制品

/carbon product/
条目作者贾文涛

贾文涛

最后更新 2022-01-20
浏览 238
最后更新 2022-01-20
浏览 238
0 意见反馈 条目引用

以炭素原料为基础经过一系列加工得到的具有一定形状及物理化学性质的产品。

英文名称
carbon product
所属学科
冶金工程

炭素即元素碳。虽然煤炭、木炭、天然石墨在人类历史上用于取暖、煮食及冶炼金属已有数千年的记录,但作为导电材料、结构材料使用还不到200年。用各种煤炭为原料加工成导电材料是在电的发现和应用以后,1795~1796年,意大利人A.伏打[注]创建伏打电堆;1802年,俄国V.V.彼得罗夫用伏打电堆研究放电现象从而发现电弧;1809年,英国人H.戴维[注]使用木炭粉和煤焦油混合后加压成形并进一步焙烧成导电炭棒,并对相距100毫米的两根炭棒通电得到电弧;1842年,德国人R.H.本生[注]用两份能结焦的煤粉和一份焦炭粉混合在钢模中加压成形,开始近代炭素制品工业的进程。1890年,美国人H.Y.卡斯特纳[注]发明了熔融氢氧化钠电解制取金属钠的方法,导致对这种石墨阳极的需求量不断增加。1895年用电炉炼成含硅50%的硅铁合金,又于1897年炼成铬铁合金;1888~1892年,法国人P.-L.-T.埃鲁发明了可直接冶炼金属的电弧炉,1899年首次用电弧炉炼出1炉钢。这一系列的发现和发明开拓了电冶金工业的广阔前景,带动了炭素制品工业的发展。1896年,H.Y.卡斯特纳和E.G.爱奇逊[注]采用不同的产生高温的办法使炭质电极转变为人造石墨电极,这是近代炭素制品史上重要的里程碑。从19世纪开始,炭素制品规模生产逐步形成。就数量而言,炭质或石墨质的炉衬炭块和导电用石墨电极是近代炭素制品中的两大类产品。20世纪以来,各种炭素新材料不断涌现,用途越来越广泛,品种越来越多。    

炭素制品是用焦炭、炭黑、石墨等配上黏结剂或某些添加剂等材料通过配料、混捏、成型、焙烧、石墨化、加工等工艺制成。

炭素制品按材质分,可分为炭质制品、半石墨质制品、天然石墨制品和人造石墨制品。按使用功能,可分为导电材料(如电弧炉用石墨电极、炭质电极、天然石墨电极、电极糊和阳极糊,电解用石墨阳极,电刷及电火花加工用磨具材料)、结构材料(如炼铁炉、铁合金炉、电石炉、铝电解槽等的炉衬,核反应堆的减速材料和反射材料,火箭或导弹的头部或喷管内衬材料,化学工业的耐腐蚀设备,机械工业用耐磨材料,钢铁及有色金属冶炼工业连续铸造用结晶器石墨内衬,半导体及高纯材料冶炼用器件)和特殊功能材料(如生物炭—人造心脏瓣膜、人工骨、人工肌腱,各种类别热解炭和热解石墨、再结晶石墨,炭纤维及复合材料,石墨层间化合物,富勒碳纳米碳);按用途及工艺分,可分为石墨电极类、石墨阳极、炭质电极、炭块类、炭糊类、高纯高密和高强石墨、特种石墨、机械工业用耐磨炭和耐磨石墨、电工用炭和石墨制品、石墨化工设备、炭纤维及其复合材料、石墨插层化合物。

炭素制品与人们的生产、生活息息相关,是一种常见的材料,具有许多特殊特征,它既可是自然界中最硬的材料(金刚石),也可是最软的材料(石墨);既可是良导体,又可是绝缘体;既有正膨胀系数,又有负膨胀系数,在力学、热学、电学和摩擦磨损等性能方面都是矛盾统一体。

相关条目

阅读历史

    意见反馈

    提 交

    感谢您的反馈

    我们会尽快处理您的反馈!
    您可以进入个人中心的反馈栏目查看反馈详情。
    谢谢!