石墨电极的用途和性能

1. 石墨电极的用途和性能

石墨电极是电炉炼钢中使用的一种石墨质耐高温导电材料，下面电百科就来介绍下石墨电极是干什么用的？石墨电极的原理及石墨电极的用途和性能。

一、石墨电极是干什么用的？

石墨电极顾名思义电极就是一种用做导电介质输入或导出电流的两个端，而这种导电介质是用石墨材料制作而成的，在电炉炼钢过程中，需要将电能转化成热能熔钢；以前都是用铜电极作为导电材料，随着技术发展石墨电极慢慢替代了铜电极。在电炉内插入石墨电极需要有很强的耐高温特性，而石墨电极耐高温度是铜电极的3~4倍。石墨电极使用过程如下图所示：

石墨电极是干什么用的

随着温度升高石墨电极也会渐渐熔入炉内，所以它也是一种消耗品。

二、石墨电极的原理

石墨电极使用原理就是利用电极端部与炉内钢料之间引发电弧，从而产生高温作为热源熔化炉料炼钢；同理也可以用来冶炼各种其他金属原料。石墨电极原理如下图所示：

石墨电极的原理

目前电炉炼钢是普遍的炼钢方法，是以电能转化为热能产生热源，也称为电弧炉炼钢，石墨电极原理是在电炉内靠电极和炉料之间放电产生电弧，导致电能在弧光中转变为热能，同时敷设和电弧的加热熔化金属和炉渣，冶炼出各种成分的钢材。另外还有感应电炉、电渣炉等炼钢方式。

三、石墨电极的用途和性能

1、导电性、导热性强；

2、较高的抗热振性能和化学稳定性能；

3、具有润滑性和抗磨性；

4、加工较容易，EDM(电火花)时金属去除率高，石墨损耗小；

5、石墨的比重是铜的1/5，同等体积石墨的重量相对铜要轻5倍。铜制作成的大型电极由于太重，在长期电火花时对EDM机床主轴精度非常不利。而石墨则不会，而且搬运也非常安全。

6、石墨可以有很高的加工速度，一般石墨的加工速度较普通金属快3-5倍。而且选择硬度合适的刀具和石墨，可减少刀具的磨损和电极的损耗。

2. 石墨电极的用途和性能

(1)用于电弧炉炼钢
电炉炼钢是石墨电极的主要用户。我国电炉钢产量约占粗钢的18%，炼钢用石墨电极占石墨电极总消耗量的70%~80%。电炉炼钢利用石墨电极向炉内引入电流，利用电极端与炉料之间电弧产生的高温热源进行熔炼。
(2)用于矿热电炉。
矿热炉主要用于生产工业硅和黄磷等。其特征在于导电电极下部埋入炉料中，在料层中形成电弧，利用炉料自身电阻产生的热能加热炉料。其中，电流密度较高的矿热炉需要石墨电极，如每生产1t硅消耗石墨电极约100kg，每生产1t黄磷消耗石墨电极约40kg。
(3)对于电阻炉
生产石墨制品的石墨化炉、玻璃熔窑、生产碳化硅的电炉都属于电阻炉，炉内的物料既是发热电阻体，又是被加热物体。通常在电阻炉尾部的炉头壁上嵌有导电的石墨电极，用于此处石墨电极的断续消耗。
(4)用于制备异形石墨制品。
电极毛坯还用于加工各种异形石墨制品，如坩埚、模具、舟皿、加热器等。比如应时的玻璃工业，每生产1t的熔管，10t需要石墨电极坯；每生产1t石英砖需要消耗100kg石墨电极坯。

3. 石墨电极是什么东西

4. 石墨电极的优越性

注：电火花加工用石墨电极，也称为铜公1：模具几何形状的日益复杂化以及产品应用的多元化导致对火花机的放电精确度要求越来越高。石墨电极的优点是加工较容易，放电加工去除率高，石墨损耗小，因此，部分群基火花机客户放弃了铜电极而改用石墨电极。另外，有些特殊形状的电极无法用铜制造，但石墨则较容易成型，而且铜电极较重，不适合加工大电极，这些因素都造成部分群基火花机客户应用石墨电极。2：石墨电极较容易加工，且加工速度明显快于铜电极。比如采用铣削工艺加工石墨，其加工速度较其它金属加工快2～3倍且不需要额外的人工处理，而铜电极则需要人手挫磨。同样，如果采用高速石墨加工中心制造电极，速度会更快，效率也更高，还不会产生粉尘问题。在这些加工过程中，选择硬度合适的工具和石墨可减少刀具的磨损耗和铜公的破损。如果具体比较石墨电极与铜电极石墨电极的铣削时间，石墨较铜电极快67%，在一般情况下的放电加工中，采用石墨电极的加工要比采用铜电极快58%。这样一来，加工时间大幅减少，同时也减少了制造成本。3：石墨电极与传统铜电极的设计不同。许多模具厂通常在铜电极的粗加工和精加工有不同的预留量，而石墨电极则使用几乎相同的预留量，这减少了CAD/CAM和机器加工的次数，单是这个原因，就足以在很大程度上提高模具型腔的精度。模具厂由铜电极转用石墨电极后，首先应该清楚的是该如何使用石墨材料以及考虑其他相关因素。如今部分群基火花机客户采用石墨以电极放电加工，这免除了模具型腔抛光和化学物品抛光的工序却仍然能达到预期的表面光洁度。如不增加时间和抛光的工序，铜电极不可能制作出这样的工件。另外，石墨分为不同的等级，在特定的应用程序下使用适当等级的石墨和电火花放电参数才能达到理想的加工效果，若在使用石墨电极的火花机上操作人员使用与铜电极相同的参数，那么结果肯定是令人失望的。如果要严格控制电极的物料，可将石墨电极在粗加工时设于非损耗状态（损耗少于1%），但铜电极则不使用。石墨具有以下铜无法比拟的优质特性：1.加工速度：高速铣粗加工较铜快3倍；高速铣精加工较铜快5倍2.可加工性好，能实现复杂的几何造型3.重量轻，密度不足铜的1/4，电极容易夹持4.可减少单个电极的数量，因为可捆绑做成组合电极5.热稳定性好，不变形无加工毛刺

5. 石墨电极是干什么用的

您好！石墨电极与铜相比，有着热膨胀系数小、消耗少、放电速度快、重量轻等优点，因此石墨电极逐渐替代 铜电极 成为放电加工材料的主流。
石墨电极可广泛地应用在电炉、电火花加工、冶金等行业中。


图：石墨电极

6. 为什么选用石墨做电极材料？

超级电容选用石墨做电极材料：
第一，是因为石墨材料的电化学稳定性较好，可以让超级电容承受较高单体电压。电极不容易损耗。
第二，是因为石墨材料加工速度快，成本低。
第三，是因为石墨材料，重量轻，导热和导电性能好。

7. 用石墨作电极是利用它的化学性质吗

用石墨作电极是利用它的物理性质而非化学性质。
石墨棒作干电池电极是利用了石墨的导电性，不需要发生化学变化就能表现出来。石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍。导热性超过钢、铁、铅等金属材料。
导热系数随温度升高而降低，甚至在极高的温度下，石墨成绝热体。石墨能够导电是因为石墨中每个碳原子与其他碳原子只形成3个共价键,每个碳原子仍然保留1个自由电子来传输电荷。

扩展资料：
一、性质特征
常温下单质碳的化学性质比较稳定，不溶于水、稀酸、稀碱和有机溶剂；高温下与氧反应燃烧，生成二氧化碳或一氧化碳；在卤素中只有氟能与单质碳直接反应；在加热下，单质碳较易被酸氧化；在高温下，碳还能与许多金属反应，生成金属碳化物。
碳具有还原性，在高温下可以冶炼金属。此外，近年的研究发现，石墨可以被氯磺酸溶解，形成单层石墨烯的氯磺酸“溶液”。

石墨是碳质元素结晶矿物，它的结晶格架为六边形层状结构。每一网层间的距离为340pm，同一网层中碳原子的间距为142pm;。属六方晶系，具完整的层状解理。解理面以分子键为主，对分子吸引力较弱，故其天然可浮性很好。
二、其他特殊性质
1、耐高温性：石墨的熔点为3850±50℃，沸点为4250℃，即使经超高温电弧灼烧，重量的损失很小，热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而加强，在2000℃时，石墨强度提高一倍。
2、润滑性：石墨的润滑性能取决于石墨鳞片的大小，鳞片越大，摩擦系数越小，润滑性能越好。
3、化学稳定性：石墨在常温下有良好的化学稳定性，能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。
4、可塑性：石墨的韧性好，可碾成很薄的薄片。
5、抗热震性：石墨在常温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏，温度突变时，石墨的体积变化不大，不会产生裂纹。
参考资料来源：百度百科-石墨

8. 1.石墨电极和石墨烯 的区别是什么

石墨电极是指以石油焦、沥青焦为骨料，煤沥青为黏结剂，经过原料煅烧、破碎磨粉、配料、混捏、成型、焙烧、浸渍、石墨化和机械加工而制成的一种耐高温石墨质导电材料，称为人造石墨电极（简称石墨电极），以区别于采用天然石墨为原料制备的天然石墨电极。
石墨烯（Graphene）是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。
石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。[1]英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯，因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。
石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法，薄膜生产方法为化学气相沉积法（CVD）。