高純石墨

高純石墨一般指含碳量在99.99%以上的石墨，在組織結(jié)構(gòu)上可分為粗顆粒結(jié)構(gòu)、細(xì)顆粒結(jié)構(gòu)和超細(xì)顆粒結(jié)構(gòu)三類(lèi)，高純石墨大量用于直拉單晶硅爐中。集成電路的基礎(chǔ)材料主要是硅單晶芯片，目前硅單晶的成長(zhǎng)工藝主要采用直拉(CZ)法，其他方法還有磁場(chǎng)直拉法(MCZ)、區(qū)域(FZ)法以及雙坩堝拉晶法，全球電子工業(yè)用直拉單晶硅約占單晶硅總用量的80%,直拉單晶硅爐中的石墨件是消耗品，采用高純石墨材料加工成直拉單晶硅爐的加熱系統(tǒng)。2005年中國(guó)需要直拉硅單晶爐用石墨約800t。

高純石墨另一重要用途是加工成各類(lèi)?ài)釄澹糜谏a(chǎn)、稀有金屬或高純金屬、非金屬材料。光譜分析用石墨電極也是一種高純石墨，可用于除碳素以外的所有元素的光譜化學(xué)分析,光譜分析用石墨電極用擠壓方法成型。成品的雜質(zhì)元素含量應(yīng)不大于6*10-5在光譜分析中制備標(biāo)準(zhǔn)樣品和用化學(xué)方法捕集雜質(zhì)時(shí)需用光譜純炭粉或光譜純石墨粉，這兩種高純材料對(duì)雜質(zhì)含量的要求都是在6*10-5；在某些用途方面，需要含碳量達(dá)到99.9995%,總灰分含量小于5*10-6。高純石墨的成型方法有擠壓成型、模壓成型及等靜壓成型三種。

核能用石墨材料

石墨是建造核反應(yīng)堆使用的減速材料和反射材料之一，早期的反應(yīng)堆都是石墨堆。作為結(jié)構(gòu)材料使用的核反應(yīng)堆用石墨在選用原料、工藝控制、成品檢驗(yàn)上比石墨電極嚴(yán)格得多，也昂貴得多，核反應(yīng)堆用石墨必需具備下列性能：對(duì)慢中子的吸收量小、高溫強(qiáng)度好、抗熱震性高、對(duì)快中子的減速性能好、在輻照下尺寸穩(wěn)定、雜質(zhì)含量極少。硼、鎘等易于吸收中子的元素要嚴(yán)格控制其含量。

核石墨必需有較高的體積密度M因?yàn)槭珜?duì)快中子的減速作用是依靠快中子對(duì)碳原子的碰撞作用而實(shí)現(xiàn)的M單位體積內(nèi)碳原子越多M減果越好M所以體積密度是核石墨的主要指標(biāo)之一M體積密度也與石墨的氣孔率和滲透率直接有關(guān)M為了避免核燃料及載熱體的損失M要將氣孔率及滲透率降低到一定水平。石墨的機(jī)械強(qiáng)度也與其體積密度有關(guān)，一般石墨堆使用的核石墨的體積密度在1.7-1.75g/cm3。

用于發(fā)電的核反應(yīng)堆目前主要是不需要用石墨的壓水堆，但專(zhuān)家預(yù)計(jì)高溫氣冷堆很有發(fā)展前途，高溫氣冷堆則需要大量的高級(jí)石墨材料9在高溫氣冷堆中由于用氦氣作為冷卻劑，用炭素及陶瓷材料作為燃料的包覆材料，用石墨或炭質(zhì)材料作為減速材料和爐芯結(jié)構(gòu)材料，可以把接近-5的高溫氣體導(dǎo)出反應(yīng)堆外作為能源使用。

各向同性石墨

雖然國(guó)際上對(duì)各向同性石墨的定義有待于進(jìn)一步明確，一般是測(cè)量產(chǎn)品直徑方向和長(zhǎng)度方向的某些物理性能指標(biāo)并計(jì)算其比值，有的用熱膨脹系數(shù)的比值表示，較簡(jiǎn)單的是以電阻率的比值表示，其異向比在1.0~1.1范圍內(nèi)稱為各向同性產(chǎn)品，超過(guò)1.1稱為各向異性產(chǎn)品。日本等工業(yè)技術(shù)先進(jìn)國(guó)家用等靜壓成型方法生產(chǎn)的大型各向同性石墨直徑達(dá)1.5m，長(zhǎng)度達(dá)3%，體積密度達(dá)到1.95-2.0g/cm3，各向異性比縮小到1.05。制造各向同性石墨除使用一般石油焦外，還使用改性瀝青焦、天然瀝青焦、氧化石油焦、不經(jīng)煅燒的生石油焦、天然石墨等。