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東海石墨HK-75石墨模具,由于石墨的熱膨脹系數(shù)小,而且能耐急冷急熱的變化,可作為玻璃器的鑄模,使用石墨后黑色金屬得到鑄件尺寸,表面光潔成品率高,不經(jīng)加工或稍作加工就可使用,因而節(jié)省了大量金屬。生產(chǎn)硬質(zhì)合金等粉末冶金工藝,通常用石墨材料制成壓模和燒結(jié)用的石墨舟等石墨制品。
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用于原子能工業(yè)和國防工業(yè):石墨具有良好的中子減速劑用于原子反應(yīng)堆中,鈾一石墨反應(yīng)堆是應(yīng)用較多的一種原子反應(yīng)堆。作為動(dòng)力用的原子能反應(yīng)堆中的減速材料應(yīng)當(dāng)具有高熔點(diǎn),穩(wěn)定,耐腐蝕的性能,石墨可以滿足上述要求。作為原子反應(yīng)堆用的石墨純度要求很高,雜質(zhì)含量不應(yīng)超過幾十個(gè)PPM。特別是其中硼含量應(yīng)少于0.5PPM。在國防工業(yè)中還用石墨制造固體燃料的石墨噴嘴,石墨鼻錐,宇宙航行設(shè)備的零件,隔熱材料和防射線材料。
石墨爐原子吸收光譜法是一種運(yùn)用有石墨涂層的的熔爐,使樣本蒸發(fā)的光譜測(cè)定法。簡(jiǎn)而言之,這項(xiàng)技術(shù)是基于這樣一個(gè)事實(shí),即自由原子可以吸收一定頻率的光和帶有特殊利益元素的波長。在一定范圍內(nèi),被吸收的光波可以直接與所要分析的的物體聯(lián)系起來。許多元素的自由原子可以用高溫從樣本中提取。在石墨爐原子吸收光譜法中,樣本儲(chǔ)存在有石墨或熱解碳涂層的小石墨立方體中,這個(gè)立方體將來可以通過加熱來使樣本蒸發(fā)和分解過程。我們可以根據(jù)已知的濃度來校正儀器,從而通過工作曲線來決定濃縮程度。和原子吸附相比,石墨爐主要有有以下優(yōu)勢(shì):
對(duì)于許多元素來說,石墨爐探測(cè)范圍可達(dá)十億分之一;
采用改良型設(shè)備,阻礙降至小;
通過原子吸收大量基質(zhì),石墨爐可以探測(cè)絕大多數(shù)已知元素。
石墨具有較高的散射截面和極低的熱中子吸收截面,較高的散射截面用以慢化中子,低的吸收截面防止中子被吸收,使得核反應(yīng)堆能夠利用少量燃料達(dá)到臨界或正常運(yùn)行。
石墨是耐高溫材料,它的三相點(diǎn),15MPa時(shí)為4024℃,因此不能采用熔化、鑄造、鍛造等熱加工方法制造而只能采用類似粉末冶金的方法。它不像金屬那樣強(qiáng)度隨溫度而下降,而是略有增加,在2000℃以下應(yīng)用,不會(huì)出現(xiàn)問題。
石墨有良好的導(dǎo)熱性能,在堆內(nèi)可以有效地降低溫度梯度,不致產(chǎn)生太大的熱應(yīng)力。
石墨化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定。除了高溫下的氧化、水蒸氣外,可以耐酸、堿、鹽的腐蝕,因而可以用作熔鹽核反應(yīng)堆和鈾鉍核反應(yīng)堆的堆芯構(gòu)件。
石墨抗輻照性能好,能長期在堆內(nèi)服役30~40年。
石墨可加工性好,可以加工成各種形狀的構(gòu)件。
石墨原料豐富,價(jià)格便宜,容易制成純度高、強(qiáng)度大、不同密度要求的各種核石墨,但石墨也有缺點(diǎn),它是各向異性晶體結(jié)構(gòu),成層狀分布,原子密集于a、b晶面,同層原子近距離為0.141nm,相互為共價(jià)結(jié)合,具有較強(qiáng)的結(jié)合力;而層距離為0.335nm,層間結(jié)合力為范德瓦爾力,結(jié)合力較弱。這種各向異性在石墨的物理、強(qiáng)度、輻照等行為中都會(huì)強(qiáng)烈地表現(xiàn)出來。
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