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正级烧结石墨闸钵的发展概况

2022-01-14 15:09:01

正级烧结石墨闸钵是纤维状碳。然而,即使将元素碳加热到3000℃,它也不会熔化。把元素碳熔化成液体,然后把它拉进金属丝是不可能的。因此,正级烧结石墨闸钵并非由煤、焦炭等原料制成,而是在特定工艺条件下,通过碳化许多含碳量高的人造纤维或合成纤维而获得。早在20世纪80年代,人们就发明了在高温下碳化天然纤维以获得正级烧结石墨闸钵(既耐高温又导电),这在当时曾用于白炽灯泡的灯丝。20世纪50年代,发明了由粘胶丝(如铜氨粘胶丝和醋酸粘胶丝)和聚丙烯腈长丝(由丙烯腈制成并在引发剂作用下聚合的长丝)碳化制成的正级烧结石墨闸钵,并供应市场。

正级烧结石墨闸钵


初期生产的正级烧结石墨闸钵性能不高,抗拉强度仅为3500 kg/cm2左右,弹性模量仅为

0.28~0.63 x106 kg/cm2。因此,它只能作为高温绝缘材料或耐腐蚀过滤材料,以及机械行业中的一些密封材料和无线电波吸收材料。

近年来,随着航空工业和航天技术的快速发展,需要一种具有以下特点的结构材料:非常坚硬、重量轻、抗拉强度高、热膨胀系数低、熔点高、耐腐蚀性好。在选择和使用各种结构材料时,特别注意材料的抗拉强度和弹性模量,因此正级烧结石墨闸钵及其复合材料得到了广泛的应用和重视。

20世纪60年代,许多国家对正级烧结石墨闸钵的生产工艺和原料选择进行了大量的研究工作,特别是1964年,英国以聚丙烯腈长丝为原料,采用低温预氧化、2000℃左右拉伸的方法,首次生产出抗拉强度为21000kg/cm2的高强度、高模量正级烧结石墨闸钵,由间歇生产过渡到连续生产(连续预氧化和碳化)使正级烧结石墨闸钵的产量和质量有了很大的飞跃。作为一种新兴材料,正级烧结石墨闸钵越来越显示出其重要性。列出了正级烧结石墨闸钵与其他材料的性能比较。

从表8-2可以看出,高模量正级烧结石墨闸钵的比弹性模量是这些材料中高的,而高强度正级烧结石墨闸钵的比抗拉强度是这些材料中高的,S-玻璃纤维的抗拉强度虽然高,但弹性模量很小,只有硼纤维可以与正级烧结石墨闸钵相当,但硼纤维以钨丝为芯材,硼沉积在钨丝上,成本昂贵




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