石墨發展趨勢及前景

石墨發展趨勢及前景

碳素材料具有電和熱的良傳導性、電特性、潤滑性、高溫特性、耐化學腐蝕性、耐熱性、耐高溫熱剝落性、電化學性能等基本特性。碳素尤其是特種石墨已經成為現代工業不可或缺的重要物料和工業材料，依靠其固有特性，經常以基礎原料、模具、用具、部件、構件以及結構材料等形式被廣泛應用在各種行業不同環境、不同生產條件的工業產品制造過程。碳素行業是一個非常多元化的產業，既有傳統工業的基礎，又具備高技術、高科技發展的機遇和空間，行業發展前景長期向好。同時，碳素行業也是對石化和煤化工行業的廢渣進行深加工再利用，是一項能源二次利用、符合循環經濟理念的產業。

1、電火花加工對特種石墨的需求穩定增長
電火花加工的主要優勢在于能適用于難切削材料的加工，工具電極與工件不接觸，兩者間作用力很小，適用于加工特殊及復雜形狀的零件。在電火花加工工藝中，作為陽極的工具電極可以使用銅質材料，也可使用石墨材料。石墨電極與銅電極相比具有比銅輕，密度只有銅的 20%、易加工、切削加工不易產生應力及熱變形、熔點在 3,000℃以上時熱膨脹系數小的特點。

在特種石墨的需求結構中，電火花加工占比約 15%，是需求量較大的下游用戶之一。電火花加工石墨產品中使用高檔石墨約為 25%，使用中低檔石墨約為 75%。

2、核安全加快石墨材料在核電中的應用
日本福島核事故引發核電危機，核安全成為未來核電發展的關鍵因素。歐洲一些國家放緩或停止了核電站的建設，德國甚至宣布 2020 年關閉核電站，我國也在重新審視核電發展的規劃。但從長期看，核電依然是發電效率較高、較有前途的發電機組，我國大力發展核電的長期規劃沒有改變。在核電建設中，核安全是首位。高溫氣冷堆是國際核能界公認的目前安全性較高的新型核反應堆，是未來核電裝置的發展趨勢。

石墨是中子的慢化劑和優良的反射劑，其自身很多優良特性確立了它在核工業領域中關鍵材料之一。在高溫氣冷堆中，炭材料是不可缺少的減速材料、反射材料和結構材料。高溫氣冷堆需要大量的高級石墨材料，可以說沒有核石墨材料就無法建成高溫氣冷堆。在高溫氣冷堆中由于用氦氣作為冷卻劑，用碳素及陶瓷材料作為燃料的包覆材料，用石墨或炭質材料作為減速材料和爐芯結構材料，可以把接近 1,000℃的高溫氣體導出反應堆外作為能源使用。國際上已經建立了多座開發研究用高溫氣冷堆。此外，核石墨可以用來制作熱結構件，各向同性炭石墨材料用于制作石墨球、堆芯材料、電極等核石墨制品。

3、其他需求：模具、連鑄和人造金剛石石墨增長潛力不容忽視

我國用于制造模具和連鑄的石墨數量較大，石墨模具和連鑄用各類石墨約占總需求量 26%。機械工業中的鑄造行業大量使用石墨材料作為加壓鑄造、離心鑄造、超硬合金的熱擠壓等加工模具。生產大規格的純銅、青銅、黃銅等主要采用連鑄的方法，其中對產品質量起著至關重要影響的結晶器就是用等靜壓石墨材料制成的。由于等靜壓石墨在熱傳導、熱穩定、自潤滑、抗浸潤及化學惰性等方面具有良好的性能，使之成為制作結晶器不可替代的材料。等靜壓石墨還用于制作金剛石工具和硬質合金的燒結模具，光纖拉絲機的熱場部件（加熱器、保溫筒等），真空熱處理爐的熱場部件（加熱器、承載框等），以及精密石墨熱交換器、機械密封部件、活塞環、軸承、火箭噴嘴等。