碳素材料,按其原子在結構中排列不同,碳有三種同素異形體,即金剛石、石墨和無定形碳,它們的物理性能、化學性質及用途也各不相同。以下為碳素材料發展趨勢的分析,一起來了解下吧。
炭素是以高純度優質無煙煤,經過深加工改變煤的一些性質得出的,原子C,炭素製品按產品用途分為石墨電極類、炭塊類、石墨陽極類、炭電極類、糊類、電炭類等等。俗稱炭磚或電爐塊,主要用於冶金行業:有色金屬和無色金屬的冶煉以及電石、磷化工企業!炭塊按用途可分為高爐炭塊、鋁用炭塊、電爐塊等。
炭素製品按加工深度高低可分為炭製品、石墨製品、炭纖維和石墨纖維等炭素製品按原料和生產工藝不同,可分為石墨製品、炭製品、炭素纖維、特種石墨製品等。炭素製品按其所含灰分大小,又可分為多灰製品和少灰製品(含灰分低於l%)。 炭素新材料是指用於高技術領域的碳和石墨材料,主要用於航空、航天、核能、風能、硬質材料製造、電子、醫療、建築、環保等行業。因此21世紀被稱為「碳世紀」。
碳素材料由於具有化學穩定性好、耐高溫、耐腐蝕及自潤滑性、彈性模量低和導電良好等特性,廣泛應用於國防科技、軍工產品、航空航天和有色冶金等領域。無損檢測技術是碳素材料能否有效和擴大應用的關鍵。與金屬材料相比,碳素製品內部結構具有疏鬆、孔隙較多、晶粒粗大、密度不均和各向異性強等特點,使得反映其本質特徵的確定性信息湮沒在強動力學噪聲中,檢測信號的信噪比一般都較低,因而很難有效地將其內部缺陷檢測出來。
通過對碳素材料發展趨勢分析,目前,國外工業已開發國家已將無損檢測和質量控制在碳素材料研究與應用方面進行了大量的投入,並取得了積極的結果。一些國家超聲波檢測碳製品質量結果表明,超聲波在碳製品中的傳播速度與碳製品氣孔大小、材料體積密度和彈性模量密切相關, 並取得了一些有規律的技術參數,將其應用於碳素製品質量檢測,取得了可行性結論。但由於超聲波在碳製品中的衰減比較複雜,所以對缺陷等的判斷還要靠實踐經驗的總結和積累。
炭素製品具有耐高溫、耐腐蝕、抗熱震及良好的導電性能,經純化處理的高純石墨更具有庫倫效率高、中子減速能力強和極小的熱中子吸收截面等一系列優良的電和核性能。由於其優良特性,在很多特殊領域,炭素是任何金屬和非金屬材料都替代不了的特殊材料,已被廣泛應用於冶金、化工、機械、航空、航天、新能源、體育器材、生物醫療等諸多領域。隨著我國航空、航天、軍事工業、電子、新能源等行業的飛速發展,炭素產品的用途將越來越廣泛。
從碳素材料發展趨勢來看,炭素材料以無可替代的性能優勢在鋼鐵冶煉、鋁電解、電石、工業矽、黃磷冶煉等基礎材料製造領域發揮了不可或缺的重要作用。炭素材料產業是應用領域越來越廣泛的朝陽產業。在新能源領域,對於風能、太陽能、核能利用,炭素材料展示出無比光明的應用前景。特別是在航空航天、汽車製造的輕量化結構中將開拓出越來越廣闊的市場前景。隨著對富勒炭、納米炭、石墨烯等研究應用的深入,許多尖端炭素結構與功能一體化材料將不斷湧現。發展炭素材料完全順應中國和全球經濟發展的需要。