石墨生产与应用过程中的真空技术

▲ 石墨为灰黑色不透明固体

是一种混合晶体，密度2.09至2.33g/cm3

熔点3652℃，沸点4827℃

由于石墨特殊的片状结构，在常温下具有稳定的化学性质和耐酸、碱及有机物腐蚀，良好的导电导热性、润滑性和耐高温性能，被广泛应用在化工、光伏、半导体、电子、航天、核工业等行业。其应用领域主要分为以下方面：

❶ 作耐火材料：石墨及其制品具有耐高温、高强度的性质，在冶金工业中主要用来制造石墨坩埚，在炼钢中常用石墨作钢锭之保护剂，冶金炉的内衬。

❷ 作导电材料：在电气工业上用作制造电极、电刷、碳棒、碳管、水银正流器的正极，石墨垫圈、电话零件，电视机显像管的涂层等。

❸ 作润滑材料：石墨在机械工业中常作为润滑剂。润滑油往往不能在高速、高温、高压的条件下使用，而石墨材料可以在200~2000℃温度中在很高的滑动速度下，不用润滑油工作。许多输送腐蚀介质的设备，广泛采用石墨材料制成活塞杯，密封圈和轴承，它们运转时勿需加入润滑油。石墨乳也是许多金属加工(拔丝、拉管)时的良好的润滑剂。

❹ 石墨具有良好的化学稳定性。经过加工的石墨，具有耐腐蚀、导热性好，渗透率低等特点，就大量用于制作热交换器，反应槽、凝缩器、燃烧塔、吸收塔、冷却器、加热器、过滤器、泵设备。广泛应用于石油化工、湿法冶金、酸碱生产、合成纤维、造纸等工业部门，可节省大量的金属材料。

由于石墨材料本身的多孔结构，会影响其机械强度和耐腐蚀、耐氧化等性能，所以我们在生产过程中都会通过浸渍工艺来制备不透性石墨材料。

▲ 将浸渍剂在一定的压力下浸渍到石墨的气孔中

改善石墨的气孔结构，优化其强度和理化性能

常用的浸渍剂有合成酚醛树脂、呋喃树脂、四氟乳液、水玻璃、沥青等。在浸渍过程中，真空环境有助于形成更小更均匀的气孔，从而提高石墨的强度。

石墨的制备不仅仅浸渍需要真空泵真空技术，压制成型环节中真空也是必不可少的。在对石墨进行加工生产时，通常需要对石墨进行压制，从而使石墨成型后进行后续加工工序。为了使石墨可以更好的成型，在对石墨压制时空间需保持一定的真空度，可以将石墨物料加入模具中，然后通过压板对模具中的石墨进行压制成型。

另外，因为石墨为微米级粉末材料，粉末粒径极细，在生产制造当中很容易起灰，从而造成了极其恶劣的生产环境，物料的周转也变得非常困难。传统的运输方式已达不到大规模生产的要求，这种粉尘输送就需要真空上料机的帮忙。

▲ 真空上料机结构示意图

       采用真空泵的负压输送的原理，占用空间小，并且输送过程中采取管道输送，没有粉尘的外泄。真空输送，让负极材料的生产实现了自动化、无尘化，提高石墨材料的生产效率，并降低企业成本。

       而在材料的应用中，石墨也经常与真空相互协作。比如在真空炉上获得日益广泛应用的真空炉石墨制品。它不仅可以用来制造真空炉的发热元件、隔热屏，还可以制造诸如支架、料盘、导轨、螺栓、轴承、风扇叶片等受力结构零件。

        石墨在真空炉上的应用，大大简化了真空炉的设计制造，减少了像钨、钼、钽、不锈钢等金属的消耗，降低了成本，提高了真空炉的某些性能和扩大了真空炉的使用范围。