“特种石墨”“三高石墨”是什么？怎么分类的？（2）

　　二.高纯石墨

　　高纯石墨一般指含碳量在99.99%以上的石墨，在组织结构上可分为粗颗粒结构、细颗粒结构和超细颗粒结构三类，高纯石墨大量用于直拉单晶硅炉中。集成电路的基础材料主要是硅单晶芯片，当前硅单晶的成长工艺主要采用直拉(CZ)法，其他方法还有磁场直拉法(MCZ)、区域(FZ)法以及双坩埚拉晶法，全球电子工业用直拉单晶硅约占单晶硅总用量的80%,直拉单晶硅炉中的石墨件是消耗品，采用高纯石墨材料加工成直拉单晶硅炉的加热系统。年中国需要直拉硅单晶炉用石墨约t。

　　高纯石墨另一重要用途是加工成各类坩埚，用于生产贵金属、稀有金属或高纯金属、非金属材料。光谱分析用石墨电极也是一种高纯石墨，可用于除碳素以外的所有元素的光谱化学分析,光谱分析用石墨电极用挤压方法成型。成品的杂质元素含量应不大于6*10在光谱分析中制备标准样品和用化学方法捕集杂质时需用光谱纯炭粉或光谱纯石墨粉，这两种高纯材料对杂质含量的要求都是在6*10;在某些用途方面，需要含碳量达到99.%,总灰分含量小于5*10。高纯石墨的成型方法有挤压成型、模压成型及等静压成型三种。表9为中国生产的高纯石墨产品理化性能指标举例，表10为中国光谱分析用高纯石墨电极产品理化性能举例。

　　1.核能用石墨材料

　　石墨是建造核反应堆使用的减速材料和反射材料之一，早期的反应堆都是石墨堆。作为结构材料使用的核反应堆用石墨在选用原料、工艺控制、成品检验上比石墨电极严格得多，也昂贵得多，核反应堆用石墨必需具备下列性能:对慢中子的吸收量小、高温强度好、抗热震性高、对快中子的减速性能好、在辐照下尺寸稳定、杂质含量极少。硼、镉等易于吸收中子的元素要严格控制其含量。

　　核石墨必需有较高的体积密度M因为石墨对快中子的减速作用是依靠快中子对碳原子的碰撞作用而实现的M单位体积内碳原子越多M减速效果越好M所以体积密度是核石墨的主要指标之一M体积密度也与石墨的气孔率和渗透率直接有关M为了避免核燃料及载热体的损失M要将气孔率及渗透率降低到一定水平。石墨的机械强度也与其体积密度有关，一般石墨堆使用的核石墨的体积密度在1.7-1.75g/cm。国外一般核石墨的物理指标举例如表05。

　　用于发电的核反应堆当前主要是不需要用石墨的压水堆，但专家预计高温气冷堆很有发展前途，高温气冷堆则需要大量的高级石墨材料9在高温气冷堆中由于用氦气作为冷却剂，用炭素及陶瓷材料作为燃料的包覆材料，用石墨或炭质材料作为减速材料和炉芯结构材料，可以把接近(---5的高温气体导出反应堆外作为能源使用。国际上已经建立了多座开发研究用高温气冷堆，所用的石墨材料性能详见表。

　　2.各向同性石墨

　　虽然国际上对各向同性石墨的定义有待于进一步明确，一般是测量产品直径方向和长度方向的某些物理性能指标并计算其比值，有的用热膨胀系数的比值表示，最简单的是以电阻率的比值表示，其异向比在1.0~1.1范围内称为各向同性产品，超过1.1称为各向异性产品。日本等工业技术先进国家用等静压成型方法生产的大型各向同性石墨直径达1.5m，长度达3%，体积密度达到1.95-2.0g/cm，各向异性比缩小到1.05。制造各向同性石墨除使用一般石油焦外，还使用改性沥青焦、天然沥青焦、氧化石油焦、不经煅烧的生石油焦、天然石墨等。

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