흑연의 용도와 특성
1. 흑연과 흑연산업
흑연은 고온에서 형성된다. 가장 널리 분포하는 것은 흑연의 변성 퇴적물인데, 이는 유기물이나 탄소질 물질이 풍부한 퇴적암의 국부적 변성작용에 의해 형성되며 흑연 또는 흑연 생성물은 산업에서 널리 사용되며 제련 및 제련에서 고온 도가니를 만드는 데 사용됩니다. 기계 산업의 윤활제, 전극 및 연필 리드 제조, 흑연 또는 흑연 제품은 야금 산업의 고급 내화 재료 및 코팅, 군사 산업의 불꽃 재료용 안정제, 경공업의 연필 리드, 카본 브러쉬에 널리 사용됩니다. 전기 산업의 전극, 배터리 산업의 전극, 비료 산업의 촉매 등 심층 가공 후 편상 흑연은 흑연 유제, 흑연 밀봉 재료 및 복합 재료, 흑연 제품, 흑연 감마 첨가제 등과 같은 첨단 흑연 제품을 생산할 수 있습니다. 흑연 또는 흑연 제품은 산업에서 중요한 비금속 광물 원료가 되었습니다. 다양한 산업 부문.
전 세계 흑연 또는 흑연 제품 소비의 대부분은 일본, 미국, 독일, 영국 등 산업이 발달한 국가에 집중되어 있습니다. 전 세계 소비량의 약 1%, 약 30%. 흑연 또는 흑연 제품의 세계 소비는 지난 몇 년 동안 상대적으로 안정적으로 유지되었습니다. 흑연 또는 흑연 제품의 주요 소비 분야는 내화물이 전체 소비의 26%를 차지하고, 주조 15%, 윤활유 14%, 브레이크 라이닝 13%, 연필 7%, 기타(카본 브러시, 배터리, 팽창 흑연 등)입니다. ) 25%. 현재 상황으로 볼 때 흑연 또는 흑연 제품은 가까운 장래에 크고 새로운 응용 분야를 갖기가 어렵습니다. 따라서 국제 시장에서 흑연 또는 흑연 제품에 대한 수요는 크게 증가하지 않을 것입니다.
중국은 세계 최대의 천연흑연 생산국으로, 2008년 흑연 생산량은 165만톤에 달했다. 중국의 생산량은 세계 총 흑연 또는 흑연 생산량의 약 55%를 차지합니다. 천연흑연 외에도 세계 여러 나라에서 인조흑연도 생산하고 있습니다. 2008년 흑연 생산량은 2007년에 150만 톤 이상으로 12만 톤 이상 증가하여 약 8% 증가했습니다. 흑연 산업에 있어서 이는 큰 발전입니다.
편상 흑연 광석은 결정화가 좋으며 결정 입자 크기는 1mm보다 크고 일반적으로 0.05-1.5mm이며 큰 것은 5-10mm에 달할 수 있으며 대부분 집합체 형태입니다. 흑연광석의 등급은 일반적으로 3~13.5%로 낮습니다. 관련 광물에는 운모, 장석, 석영, 트레몰라이트, 투광석, 석류석 및 소량의 황철석, 방해석 등이 포함되며 때로는 금홍석 및 바나듐 운모와 같은 유용한 성분이 동반됩니다. 발생하는 암석의 다양한 암석학에 따라 편상 흑연 광석은 편마암 유형, 편암 유형, 투사면 유형, 과립암 유형, 미그마타이트 유형, 대리석 유형 및 화강암 유형의 7가지 유형으로 구분됩니다. 처음 6가지 유형은 광석입니다. 유형은 지역 변성 퇴적물에서 생성되고, 후자 유형은 마그마 열수 퇴적물에서 생성됩니다. 2000년 이후 부유선광기술과 기계장비의 발전으로 편상흑연의 생산량이 계속해서 증가해 왔다.
2009년 이후 국내 편상흑연 수출량이 급감하면서 국내 편상흑연 재고가 더욱 축적되면서 국내 철강, 다운스트림 제품, 내화물 등 산업이 부진했다. 모두 다양한 정도의 영향을 받아 2009년 편상 흑연 수요도 약 5% 감소할 것입니다. 2010년부터 2012년까지 중국의 편상흑연 재고는 상대적으로 높은 수준을 유지했으며, 편상흑연의 공급과잉은 1~3년 동안 지속될 것이다.
'10차 5개년 계획'에서 제안된 흑연 심가공 방향에 따라 향후 5년간 중국의 주요 흑연 심가공 제품은 특수형 탄소, 불소화 흑연, 실리콘- 침투흑연, 브라운관 흑연유제, 리튬이온전지, 탄소재료, 연료전지 탄소재료 등
2. 흑연의 새로운 용도
과학과 기술의 지속적인 발전으로 사람들은 흑연의 새로운 용도도 많이 개발했습니다. 유연한 흑연 제품.
팽창흑연이라고도 알려진 유연한 흑연은 1970년대에 개발된 새로운 흑연 제품입니다. 1971년 미국은 유연한 흑연 밀봉재 연구에 성공하고 원자력 밸브의 누출 문제를 해결했습니다. 이후 독일, 일본, 프랑스도 흑연 밀봉재를 개발 및 생산하기 시작했습니다. 천연흑연의 특성에 더해 특별한 유연성과 탄력성을 지닌 제품입니다. 따라서 이상적인 밀봉재입니다. 그것은 석유화학, 원자력 및 기타 산업 분야에서 널리 사용됩니다. 국제시장 수요는 해마다 증가하고 있다.
반금속 마찰재를 만들어 보세요. 반금속 마찰재는 1970년대부터 클러치 및 자동 라이닝에 널리 사용되었습니다. 반금속 마찰재는 흑연, 금속분말, 강섬유, 점토분말을 합성수지와 결합시켜 만든 것이다.
이러한 자동 라이너는 주로 항공기, 트럭, 오프로드 차량의 브레이크 및 클러치 플레이트와 같은 고속 장비에 사용됩니다. 최근 몇 년 동안 석면은 점차 흑연으로 대체되었으며, 일부 반금속 라이닝에서는 흑연 함량이 1%에서 2%, 5%로 증가했습니다. 이 분야의 흑연 소비는 자동차 산업의 발전에 달려 있습니다.
3. 흑연 소재의 특성
흑연 소재는 주로 다결정 흑연으로 구성되어 있으며, 무기 비금속 소재이지만, 흑연은 열성이 더 높습니다. 또한 일부 금속보다 열팽창 계수가 훨씬 낮고 녹는점과 화학적 안정성이 높아 엔지니어링 응용 분야에서 큰 가치를 갖습니다. 흑연은 내식성이 뛰어나며 어떤 유기물과도 반응하지 않습니다.
흑연은 고온에도 잘 녹지 않는 재료입니다. 흑연은 열충격에 대한 저항력도 좋습니다.
흑연의 단점은 온도가 높아질수록 산화 속도가 빨라진다는 것입니다.
성능 매개변수
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재료의 평균 입경은 재료의 토출 상태에 직접적인 영향을 미칩니다. 재료의 평균 입자 크기가 작을수록 재료의 방전이 더 균일해지고 방전 상황이 더 안정적이며 표면 품질이 좋아집니다.
표면 및 정밀도 요구 사항이 낮은 단조 및 다이캐스팅 금형의 경우 일반적으로 표면 및 정밀도 요구 사항이 높은 전자 금형의 경우 ISEM-3과 같이 입자가 거친 재료를 사용하는 것이 좋습니다. 가공된 금형의 정확성과 표면 조도를 보장하기 위해 직경이 4μm 미만인 재료를 사용하는 것이 좋습니다. 물질의 평균 입자 크기가 작을수록 물질의 손실이 적고 각 이온 그룹 사이의 힘이 커집니다. 예를 들어, 일반적으로 ISEM-7은 정밀 다이캐스팅 금형 및 단조 금형에 대한 요구 사항을 충족하는 데 충분하지만 고객이 특히 높은 정밀도 요구 사항을 충족하는 경우 TTK-50 또는 ISO-63 재료를 사용하는 것이 좋습니다. 더 작은 재료 손실을 보장하여 금형의 정확성과 표면 거칠기를 보장합니다.
동시에 입자가 클수록 토출 속도가 빨라지고 황삭 손실이 작아집니다. 주된 이유는 방전 과정의 전류 강도가 다르기 때문에 방전 에너지의 양이 다르기 때문입니다. 그러나 방전 후의 표면 마무리도 입자의 변화에 따라 변합니다.
2. 소재의 굴곡 강도
소재의 굴곡 강도는 소재의 강도를 직접적으로 반영하며 소재 내부 구조의 견고성을 나타냅니다. 강도가 높은 재료는 상대적으로 방전 손실 저항성이 좋습니다. 고정밀도 요구 사항이 있는 전극의 경우 강도가 더 좋은 재료를 선택하십시오. 예를 들어, TTK-4는 일반 전자 커넥터 금형의 요구 사항을 충족할 수 있지만 특수 정밀 요구 사항이 있는 일부 전자 커넥터 금형의 경우 입자 크기는 동일하지만 강도가 약간 더 높은 TTK-5 재료를 사용할 수 있습니다.
3. 소재의 해안 경도
흑연에 대한 무의식적 이해에서 흑연은 일반적으로 비교적 부드러운 소재로 간주됩니다. 그러나 실제 테스트 데이터와 적용 조건에 따르면 흑연의 경도가 금속 재료의 경도보다 높은 것으로 나타났습니다. 특수 흑연 산업에서 일반적인 경도 테스트 표준은 쇼어 경도 측정 방법이며 테스트 원리는 금속의 테스트 원리와 다릅니다. 흑연의 층상구조로 인해 절단시 절삭력이 구리재질의 1/3 정도에 불과하며 가공면이 다루기 쉽습니다. 그러나 경도가 높기 때문에 절단 중 공구 손실은 금속 절단 공구보다 약간 더 큽니다. 동시에, 경도가 높은 재료는 방전 손실을 더 잘 제어할 수 있습니다. 우리 회사의 EDM 재료 시스템에는 널리 사용되는 동일한 입자 크기의 재료에 대해 선택할 수 있는 두 가지 재료가 있습니다. 하나는 경도가 약간 높고 다른 하나는 다른 요구 사항을 가진 고객의 요구를 충족합니다. 예를 들어, 평균 입자 크기가 5μm인 재료에는 ISO-63 및 TTK-50이 포함되고, 평균 입자 크기가 4μm인 재료에는 TTK-4 및 TTK-5가 포함되며, 평균 입자 크기가 2μm인 재료에는 TTK가 포함됩니다. -8 및 TTK -9. 방전 및 가공에 대한 다양한 유형의 고객 선호도를 주로 고려합니다.
4. 재료의 고유 저항
우리 회사의 재료 특성에 대한 통계에 따르면 재료의 평균 입자가 동일하면 재료의 토출 속도가 커집니다. 저항률은 작은 저항률보다 느립니다. 평균 입자 크기가 동일한 재료의 경우 저항률이 작은 재료의 강도와 경도는 저항률이 높은 재료보다 약간 낮습니다. 즉, 방전 속도와 손실이 달라집니다.
따라서 실제 응용 분야의 필요에 따라 재료를 선택하는 것이 매우 중요합니다. 분말 야금의 특수성으로 인해 각 재료 배치의 각 매개변수는 특정 변동 범위의 대표 값을 갖습니다. 그러나 동일한 등급의 흑연 재료의 방전 효과는 매우 유사하며 다양한 매개변수로 인한 적용 효과의 차이는 매우 작습니다. 전극 재료의 선택은 방전 효과와 직접적인 관련이 있으며 재료의 적절한 선택은 최종 방전 속도, 가공 정확도 및 표면 거칠기를 결정합니다.
5. 공정 기술 특성:
1. 고온 저항성
흑연은 현재 알려진 가장 고온 저항성 재료 중 하나입니다. 2000°C 이상에서는 일반 재료가 이미 가스로 변하거나 용융 상태에 있습니다. 심지어 일부 어려운 금속도 2500°C 부근에서 강도를 잃습니다. 예를 들어, 텅스텐은 알려진 금속 중에서 녹는점이 가장 높아 3600℃에 이르지만 흑연은 이 온도에서 녹지 않습니다. 녹는점은 3850℃±50℃이고 따뜻한 물질에 노출되면 끓는점은 4250℃입니다. 10초 동안 7000°C의 초고온 아크에서 흑연의 손실은 최소화됩니다. 중량으로 계산하면 흑연은 0.8%, 나일론 섬유 강화 페놀 플라스틱은 1.2%, 탄화규소는 1.7%, 고알루미늄은 손실됩니다. 강철 옥은 8.2%의 손실을 입습니다. 가장 고온에 강한 금속 산화물인 지르코니아의 손실은 12.9입니다. 흑연의 고온 성능이 매우 뛰어나다는 것을 알 수 있습니다.
일반적으로 재료의 강도는 고온에서 점차 감소하지만, 흑연을 2000℃까지 가열하면 상온의 강도가 2배로 증가한다. 그러나 흑연은 내산화성이 좋지 않아 온도가 높아질수록 산화 속도가 점차 증가합니다.
2. 특별한 열 충격 저항
흑연은 온도 변화가 급격하게 변할 때 열팽창 계수가 작아서 열 안정성이 좋습니다. 온도의 급격한 변화 중에 발생합니다.
3. 열 및 전기 전도성
흑연의 전기 전도성은 구리, 알루미늄 및 기타 기술과 비교할 수 없지만 그보다 낫습니다. 일반재료의 열전도율과 전기전도도는 스테인레스강의 4배, 탄소강의 2배, 일반 비금속의 100배로 매우 높습니다.
흑연의 열전도율은 강철, 철, 알루미늄 등의 금속 재료보다 높을 뿐만 아니라 온도가 높아질수록 감소합니다. 이는 일반적인 금속 재료의 열전도율이 증가하는 것과 다릅니다. 온도가 높아지고 증가합니다. 극도로 높은 온도에서 흑연은 단열 상태가 되는 경향이 있습니다. 따라서 흑연은 초고온 조건에서 단열 특성을 갖습니다.
4. 윤활성
흑연의 윤활 특성은 이황화 몰리브덴과 유사하며 마찰 계수는 0.1 미만입니다. 스케일 크기에 따라 윤활 성능이 달라집니다. 스케일이 클수록 마찰 계수가 작아지고 윤활 성능이 향상됩니다.
5. 가소성
흑연은 가소성을 갖고 있어 통기성과 광투과성 시트로 발전할 수 있다. 그러나 고강도 흑연은 너무 단단해 다이아몬드 공구로 가공하기 어렵다. .
6. 화학적 안정성
흑연은 상온에서 문화적 안정성이 좋고 산, 알칼리, 유기용제 부식에 강하지만 고온에서는 쉽게 산화됩니다