石墨發(fā)展趨勢及前景

石墨發(fā)展趨勢及前景

碳素材料具有電和熱的良傳導(dǎo)性、電特性、潤滑性、高溫特性、耐化學(xué)腐蝕性、耐熱性、耐高溫?zé)釀兟湫浴㈦娀瘜W(xué)性能等基本特性。碳素尤其是特種石墨已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)不可或缺的重要物料和工業(yè)材料，依靠其固有特性，經(jīng)常以基礎(chǔ)原料、模具、用具、部件、構(gòu)件以及結(jié)構(gòu)材料等形式被廣泛應(yīng)用在各種行業(yè)不同環(huán)境、不同生產(chǎn)條件的工業(yè)產(chǎn)品制造過程。碳素行業(yè)是一個非常多元化的產(chǎn)業(yè)，既有傳統(tǒng)工業(yè)的基礎(chǔ)，又具備高技術(shù)、高科技發(fā)展的機遇和空間，行業(yè)發(fā)展前景長期向好。同時，碳素行業(yè)也是對石化和煤化工行業(yè)的廢渣進行深加工再利用，是一項能源二次利用、符合循環(huán)經(jīng)濟理念的產(chǎn)業(yè)。

1、電火花加工對特種石墨的需求穩(wěn)定增長
電火花加工的主要優(yōu)勢在于能適用于難切削材料的加工，工具電極與工件不接觸，兩者間作用力很小，適用于加工特殊及復(fù)雜形狀的零件。在電火花加工工藝中，作為陽極的工具電極可以使用銅質(zhì)材料，也可使用石墨材料。石墨電極與銅電極相比具有比銅輕，密度只有銅的 20%、易加工、切削加工不易產(chǎn)生應(yīng)力及熱變形、熔點在 3,000℃以上時熱膨脹系數(shù)小的特點。

在特種石墨的需求結(jié)構(gòu)中，電火花加工占比約 15%，是需求量較大的下游用戶之一。電火花加工石墨產(chǎn)品中使用高檔石墨約為 25%，使用中低檔石墨約為 75%。

2、核安全加快石墨材料在核電中的應(yīng)用
日本福島核事故引發(fā)核電危機，核安全成為未來核電發(fā)展的關(guān)鍵因素。歐洲一些國家放緩或停止了核電站的建設(shè)，德國甚至宣布 2020 年關(guān)閉核電站，我國也在重新審視核電發(fā)展的規(guī)劃。但從長期看，核電依然是發(fā)電效率較高、較有前途的發(fā)電機組，我國大力發(fā)展核電的長期規(guī)劃沒有改變。在核電建設(shè)中，核安全是首位。高溫氣冷堆是國際核能界公認(rèn)的目前安全性較高的新型核反應(yīng)堆，是未來核電裝置的發(fā)展趨勢。

石墨是中子的慢化劑和優(yōu)良的反射劑，其自身很多優(yōu)良特性確立了它在核工業(yè)領(lǐng)域中關(guān)鍵材料之一。在高溫氣冷堆中，炭材料是不可缺少的減速材料、反射材料和結(jié)構(gòu)材料。高溫氣冷堆需要大量的高級石墨材料，可以說沒有核石墨材料就無法建成高溫氣冷堆。在高溫氣冷堆中由于用氦氣作為冷卻劑，用碳素及陶瓷材料作為燃料的包覆材料，用石墨或炭質(zhì)材料作為減速材料和爐芯結(jié)構(gòu)材料，可以把接近 1,000℃的高溫氣體導(dǎo)出反應(yīng)堆外作為能源使用。國際上已經(jīng)建立了多座開發(fā)研究用高溫氣冷堆。此外，核石墨可以用來制作熱結(jié)構(gòu)件，各向同性炭石墨材料用于制作石墨球、堆芯材料、電極等核石墨制品。

3、其他需求：模具、連鑄和人造金剛石石墨增長潛力不容忽視

我國用于制造模具和連鑄的石墨數(shù)量較大，石墨模具和連鑄用各類石墨約占總需求量 26%。機械工業(yè)中的鑄造行業(yè)大量使用石墨材料作為加壓鑄造、離心鑄造、超硬合金的熱擠壓等加工模具。生產(chǎn)大規(guī)格的純銅、青銅、黃銅等主要采用連鑄的方法，其中對產(chǎn)品質(zhì)量起著至關(guān)重要影響的結(jié)晶器就是用等靜壓石墨材料制成的。由于等靜壓石墨在熱傳導(dǎo)、熱穩(wěn)定、自潤滑、抗浸潤及化學(xué)惰性等方面具有良好的性能，使之成為制作結(jié)晶器不可替代的材料。等靜壓石墨還用于制作金剛石工具和硬質(zhì)合金的燒結(jié)模具，光纖拉絲機的熱場部件（加熱器、保溫筒等），真空熱處理爐的熱場部件（加熱器、承載框等），以及精密石墨熱交換器、機械密封部件、活塞環(huán)、軸承、火箭噴嘴等。