石墨的性能及应用

    石墨的性能和所含的杂质关系很大，天然石墨小杂质含量大，所以一般都采用人造石墨。近来又出现了用化学气相沉积法制造的热解石墨，它的各向异性尤为突出。石墨中还有大量气孔，所以它能吸附气体，而气孔的形状特征(开口,闭口)和数量对强度、电性能等也有影响。

    石墨的一些物理性能见表。从表中可以看到，石墨的熔点极高，石墨在平行于层面方向的热导率可与铜媲美，热膨胀系数却比钨还小。另外，石墨的强度随温度上升而增高，直到2400~2600℃时为止，然后急剧减小，在2500℃时的强度约比室温下增大一倍。在室温下石墨是很脆的，温度上升时塑性有所增加。石墨不能点焊，因此石墨电极只能靠螺钉、轴杆等旋入或插入电极上的小孔中加以固定。由于石墨疏松多孔，不能在任何溶剂中清洗，可先将它放在空气中短时间加热到高于1000℃焙烧一下，把杂质、灰尘以及未完全石墨化的炭烧除，然后需在真空炉中加热去气(加热到1400℃，20~30min)，这是由于石墨经常吸附有大量气体，如H₂、N₂、CO、CO₂和O₂。石墨对一般化学溶剂不起作用，但能溶于下列混合液中形成胶体石墨酸，HNO₃(20cm³)+H₂SO₄(40cm³)+KClO₃(0.02kg)可溶解0.001kg石墨，可以用这种混合液来清洗沉积在玻壳上的石墨层。由于石墨的还原性很强，因此要避免在高温下与玻璃或陶瓷接触，否则会把其中的碱金属等成分还原出来，使之在强电场下被击穿，石墨与汞不起作用。

    石墨的熔点高、导热性能好、膨胀系数小，它又是黑体材料，辐射系数大，所以是功率管中制造阳极、栅极的好材料。石墨棒可作真空电炉中的加热元件。

    石墨作栅极时，能够提高栅极功率，极间距离变化小，栅极热电子发射和次级发射低。目前已能用喷砂法制成热解石墨栅极，栅丝截面积可小到0.01mm2.石墨还用作汞弧整流管、充气二极管、闸流管的阳极，真空电炉的石墨电极等。

    在电真空器件中还用到石墨乳，它是将石墨粉末（2~10μm）溶于水溶液中，加入氨等稳定剂配制而成，主要用来涂覆在玻壳内外表面作为导电层，或者涂在电极表面以增加辐射系数。

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