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模具石墨

机械工业中的铸造行业大量使用石墨材料作为加压铸造、离心铸造、超硬合金的热挤压等加工的模具，大到火车车轮，小到精密零件都可以使用石墨模具。石墨模具可多次重复使用，脱模后的铸件具有较高的光洁度，有的无需进一步加工即可使用。用作铸造模具的石墨材料应该是质地致密、热膨胀系数较低、抗氧化性能较好的石墨，用于铸 造尺寸较大的铸件的石墨可以用较粗的粒度组成，而用于铸造小型精密零件的石墨必须使用细颗粒结构的石墨。

在模具石墨中以金属连续铸造石墨的质量要求最严，要求其热导率高，热稳定性和耐热冲击性好，润滑性好，不与熔融金属浸润，不与铸造金属反应，容易加工成尺寸精确的模具。

合成金刚石用石墨

工业上金刚石是重要的切割和研磨材料，但是天然开采的金刚石产量很少，且价格昂贵。石墨和金刚石同属于碳元素，只是结晶形态不同，在高温、高压下石墨可转化成金刚石结晶形态，早在1954年瑞典和美国相继成功合成人造金刚石成功，中国也在20世纪60年代合成了人造金刚石，并在20世纪70年代生产出合成人造金刚石的专用石墨材料，形成了一定的生产规模，中国生产的合成金刚石专用石墨分为3类，特点及用途见图表。

用于原子能工业和国防工业:石墨具有良好的中子减速剂用于原子反应堆中，铀一石墨反应堆是应用较多的一种原子反应堆。作为动力用的原子能反应堆中的减速材料应当具有高熔点，稳定，耐腐蚀的性能，石墨完全可以满足上述要求。作为原子反应堆用的石墨纯度要求很高，杂质含量不应超过几十个PPM。特别是其中硼含量应少于0.5PPM。在国防工业中还用石墨制造固体燃料的石墨喷嘴，石墨鼻锥，宇宙航行设备的零件，隔热材料和防射线材料。

石墨炉原子吸收光谱法是一种运用有石墨涂层的的熔炉，使样本蒸发的光谱测定法。简而言之，这项技术是基于这样一个事实，即自由原子可以吸收一定频率的光和带有特殊利益元素的波长。在一定范围内，被吸收的光波可以直接与所要分析的的物体联系起来。许多元素的自由原子可以用高温从样本中提取。在石墨炉原子吸收光谱法中，样本储存在有石墨或热解碳涂层的小石墨立方体中，这个立方体将来可以通过加热来使样本蒸发和分解过程。我们可以根据已知的浓度来校正仪器，从而通过工作曲线来决定浓缩程度。和原子吸附相比，石墨炉主要有有以下优势：

对于许多元素来说，石墨炉探测范围可达十亿分之一；

采用改良型设备，阻碍降至小；

通过原子吸收大量基质，石墨炉可以探测绝大多数已知元素。 

石墨具有较高的散射截面和极低的热中子吸收截面，较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，使得核反应堆能够利用少量燃料达到临界或正常运行。

石墨是耐高温材料，它的三相点，15MPa时为4024℃，因此不能采用熔化、铸造、锻造等热加工方法制造而只能采用类似粉末冶金的方法。它不像金属那样强度随温度而下降，而是略有增加，在2000℃以下应用，不会出现问题。

石墨有良好的导热性能，在堆内可以有效地降低温度梯度，不致产生太大的热应力。

石墨化学性质非常稳定。除了高温下的氧化、水蒸气外，可以耐酸、碱、盐的腐蚀，因而可以用作熔盐核反应堆和铀铋核反应堆的堆芯构件。

石墨抗辐照性能好，能长期在堆内服役30～40年。

石墨可加工性好，可以加工成各种形状的构件。

石墨原料丰富，价格便宜，容易制成纯度高、强度大、不同密度要求的各种核石墨，但石墨也有缺点，它是各向异性晶体结构，成层状分布，原子密集于a、b晶面，同层原子近距离为0.141nm，相互为共价结合，具有较强的结合力；而层距离为0.335nm，层间结合力为范德瓦尔力，结合力较弱。这种各向异性在石墨的物理、强度、辐照等行为中都会强烈地表现出来。