【正文】 ? 物理性能 ? 力學(xué)性能 ? 化學(xué)性能 ? 分類(lèi) 種類(lèi)和制備方法 ? 天然的炭 以各種煤炭、石墨和金剛石三種形式存在。 ? 人工碳石墨 防腐用的炭及石墨一般為人造炭、石墨材料，是用石油焦、瀝青膠等為原料，以煤焦油、煤瀝青為黏結(jié)劑經(jīng)壓制成型，在 1300℃ 左右制得無(wú)定形炭的炭素材料，再經(jīng) 2022～ 2500℃ 以上高溫石墨化處理，即得人造石墨材料。 晶體結(jié)構(gòu) ? 各種炭的結(jié)構(gòu) 無(wú)定形炭：無(wú)定形炭是無(wú)序亂堆結(jié)構(gòu)，只有少量的碳原子層面互相平行的，而其他方向都是雜亂的。 石墨：系六方晶系的晶體結(jié)構(gòu)和層狀結(jié)構(gòu)。 金剛石：是結(jié)晶形碳，具有晶體的特征 ? 各種炭的結(jié)構(gòu)間相互轉(zhuǎn)化 在一定壓力、溫度條件下，無(wú)定形炭可能轉(zhuǎn)化為結(jié)晶形炭的石墨。 一般的炭、石墨制品結(jié)構(gòu)實(shí)際上都是介于這二者之間的結(jié)構(gòu)。 物理性能－密度 ? 密度大?。? 未經(jīng)封孔處理的炭和石墨，其體積密度約為 ～ 。 ? 影響因素： 炭、石墨材料的真實(shí)密度在很大程度上決定于熱處理溫度。 物理性能－ 氣孔率 ? 產(chǎn)生的原因：在炭和石墨的制造過(guò)程中，大量有機(jī)物分解逸出是造成材料產(chǎn)生氣孔主要原因。 ? 影響因素：氣孔率的高低與密度的大小受熱處理溫度的影響很大。 ? 對(duì)炭石墨材料性能的作用：氣孔的分布、數(shù)量及特征對(duì)炭及石墨的微觀結(jié)構(gòu)、機(jī)械強(qiáng)度、熱性能、滲透性和化學(xué)性能等都有極大影響。 ? 氣孔種類(lèi)：按外形和位置，可將氣孔分為閉塞的、開(kāi)放的和貫通的三種類(lèi)型。炭和石墨材料的滲透性主要是貫通氣孔形成的。 物理性能－比熱容 ? 墨的比熱容主要與溫度的變化有關(guān)。 物理性能－ 熱脹系數(shù) ? 石墨材料 擠壓成形方向：（ 1～ 2） 10－ 6k－ 1 垂直于擠壓方向：（ 2～ 3） 10－ 6k－ 1 ? 炭素材料： 約為（ 4～ 7） 10－ 6k－ 1 物理性能－ 熱導(dǎo)率 ? 高度石墨化的制品具有很高的熱導(dǎo)率。 ? 正如它的熱脹系數(shù)一樣，石墨的熱導(dǎo)率也是呈各向異性的。 ? 石墨和炭的導(dǎo)熱性能在很大程度上取決于原材料的基體成分、粒度和晶體結(jié)構(gòu)，還與工藝參數(shù)和石墨化程度等許多因素有關(guān)。 力學(xué)性能 － 強(qiáng)度與硬度 ? 強(qiáng)度： 炭 、 石墨材料的強(qiáng)度常用抗壓 、 抗彎和抗拉強(qiáng)度值來(lái)評(píng)定 。 其大小與炭和石墨材料的種類(lèi) 、 粒度以及石墨化程度等密切相關(guān) 。 粒度越細(xì) ， 強(qiáng)度越高；石墨化程度越高 ， 則強(qiáng)度越低 。 ? 硬度： 炭與石墨的硬度主要與原料的性質(zhì)和熱處理溫度有關(guān)，特別是顯微硬度的變化更是如此。 力學(xué)性能 － 彈性模量與泊松比 ? 炭和石墨的彈性模量比一般小于金屬的彈性模量 。 ? 炭和石墨材料基本上屬于脆性材料 ， 在高溫下容易發(fā)生脆性斷裂 ， 而且往往在輕微的彈性變形后發(fā)生 。 ? 各種石墨材料的泊松比一般為 ～ 。 力學(xué)性能 － 蠕變和摩擦 ? 一般情況下要在 2022℃ 以上炭和石墨材料才會(huì)出現(xiàn)蠕變 ， 所以炭和石墨是比較好的潤(rùn)滑材料 。 化學(xué)性能 ? 除了強(qiáng)氧化性介質(zhì)外，炭、石墨在其他酸、堿、鹽和有機(jī)化合物均具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性。 ? 防腐工程用的炭、石墨材料大多數(shù)采用熱壓樹(shù)脂或浸漬樹(shù)脂以及浸漬金屬等的炭、石墨，其化學(xué)穩(wěn)定性和耐熱性則主要取決于所添加的各種組分。 分類(lèi) ? 種類(lèi)： 可以將炭 、 石墨材料分為焙燒炭素材料 、燒結(jié)石墨 、 樹(shù)脂成型石墨和特殊工藝的炭 、 石墨幾類(lèi) 。 ? 工程用炭材： 在化工與防腐工程上應(yīng)用最多的是不透性石墨和抗磨炭 、 石墨 。 不透性石墨 ? 概述 ? 種類(lèi) ? 機(jī)械 性能 ? 物理性能 ? 化學(xué)性能 ? 用途 概述 ? 不透性石墨是一種由人造石墨及合成樹(shù)脂（或其他有機(jī)物和無(wú)機(jī)物）通過(guò)浸漬、壓型、澆注等方法制得的新型的結(jié)構(gòu)材料，它和其它一切非金屬耐磨蝕材料的區(qū)別在于：除了具有高度的化學(xué)穩(wěn)定性外，還具有極高的導(dǎo)熱性能。因而大大地?cái)U(kuò)展了耐蝕非金屬材料的應(yīng)用范圍。 種類(lèi) ? 按照制造工藝： 浸漬不透性石墨、壓型不透性石墨和澆注石墨。 ? 按浸漬劑： ? 酚醛樹(shù)脂浸漬石墨、呋喃樹(shù)脂浸漬石墨、環(huán)氧樹(shù)脂浸漬石墨、聚四氟乙烯乳液浸漬石墨和水玻璃浸漬石墨等幾類(lèi)。 機(jī)械 性能 ? 不透性石墨具有較好的機(jī)械性能 ， 可以進(jìn)行各種機(jī)械加工 ， 這種性能對(duì)加工制備各種設(shè)備提供來(lái)良好的條件 。 物理性能 ? 導(dǎo)熱性：不透性石墨 （ 除澆注石墨外 ） 具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性 。 在非金屬材料中 ， 既保熱又耐蝕的則以它最為突出 ， 通常將其用作熱交換器或其他保熱設(shè)備 。 ? 熱穩(wěn)定性： 不透性石墨的線(xiàn)膨脹系數(shù)較很多物質(zhì)小 ， 在允許使用溫度范圍內(nèi) ， 可以經(jīng)受任何溫度急變而不會(huì)引起破裂和改變其物理性能 。 ? 耐熱性：它是表示材料的機(jī)械溫度升高或降低的指標(biāo) ， 主要受樹(shù)脂耐熱性能的影響 。 化學(xué)穩(wěn)定性 ? 樹(shù)脂性能：不透性石墨的化學(xué)穩(wěn)定性取決于樹(shù)脂的化學(xué)穩(wěn)定性 ， 一般樹(shù)脂的化學(xué)穩(wěn)定性總比石墨差一些 ， 所以不透性石墨的化學(xué)穩(wěn)定性有所下降 。 ? 介質(zhì)作用：除了氧化性酸及強(qiáng)堿外 ， 不透性石墨對(duì)大部分化學(xué)介質(zhì)是耐蝕的 。 用途 ? 使用對(duì)象 不透性石墨作為耐蝕非金屬無(wú)機(jī)材料，被廣泛應(yīng)用在化工防腐蝕中。 ? 使用品種 熱交換器、鹽酸合成爐、膜式吸收器、管道、管件、閥門(mén)、塔及附件、泵類(lèi)以及襯里用的磚板等。 復(fù)合材料 ? 概述 ? 分類(lèi) ? 組成與成分 ? 基本特性 概述 ? 復(fù)合材料可分為結(jié)構(gòu)復(fù)合材料和功能復(fù)合材料兩大類(lèi)。結(jié)構(gòu)復(fù)合材料是由增強(qiáng)體和基體構(gòu)成。增強(qiáng)體能承受載荷，基體能連接增強(qiáng)體成為整體材料，同時(shí)又起傳遞力作用。復(fù)合材料不僅保留原組成材料的主要特性，還可通過(guò)復(fù)合效應(yīng)獲得原組分所不具備的性能。 分類(lèi) ? 按基體材料 樹(shù)脂基、金屬基、陶瓷基三類(lèi)復(fù)合材料 ? 按纖維長(zhǎng)短 短纖維、連續(xù)纖維增強(qiáng)兩類(lèi)復(fù)合材料 ? 按用途 功能和結(jié)構(gòu)兩類(lèi)復(fù)合材料。 組成與成分 ? 基體材料 主要有樹(shù)脂、金屬和陶瓷 ? 增強(qiáng)體材料 主要有纖維、顆粒、晶須和織物等。 增強(qiáng)體材料 ? 纖維增強(qiáng)體 ? 玻璃纖維、聚晶體纖維、復(fù)合纖維、有機(jī)纖維和金屬絲五類(lèi)。 ? 顆粒增強(qiáng)體 ? 主要為無(wú)機(jī)增強(qiáng)顆粒 ? 晶須增強(qiáng)體 ? 有機(jī)物晶須、金屬晶須和陶瓷晶須三類(lèi)。 樹(shù)脂基體復(fù)合材料 樹(shù)脂基體 ? 環(huán)氧樹(shù)脂 ? 酚醛樹(shù)脂 ? 呋喃樹(shù)脂 ? 不飽和聚酯樹(shù)脂 樹(shù)脂基體復(fù)合材料－ 成型工藝 ① 手糊成型：不受設(shè)備和尺寸限制 ， 操作及修改方便 ， 但工效低 ， 產(chǎn)品性能不穩(wěn)定 ， 勞動(dòng)條件差 。 ② 纏繞成型：僅適用于制作圓柱體和回轉(zhuǎn)體制品 ，制品的比強(qiáng)度高 ， 成本低 ， 可機(jī)械化或自動(dòng)化操作 ， 生產(chǎn)效率高 。 ③ 模壓成型：制品尺寸精度高 ， 致密性好 ， 機(jī)械強(qiáng)度高 ， 可機(jī)械化操作 ， 但成型工藝復(fù)雜 ， 成本較高 。 ④?chē)娚涑尚停嚎芍谱鞔笮驮O(shè)備，生產(chǎn)效率高，但制品質(zhì)量不穩(wěn)定。 樹(shù)脂基體復(fù)合材料基本特性 影響因素 樹(shù)脂基復(fù)合材料的物理、力學(xué)性能與耐蝕性取決于： ? 還與其成型工藝密切相關(guān)。 ? 所用的樹(shù)脂種類(lèi)、增強(qiáng)材料有關(guān)。 樹(shù)脂基體復(fù)合材料基本特性 物理、力學(xué)性能 ? 密度：樹(shù)脂基復(fù)合材料的密度小 。 ? 熱導(dǎo)率：樹(shù)脂基復(fù)合材料的熱導(dǎo)率低 ? 線(xiàn)脹系數(shù)：樹(shù)脂基復(fù)合材料的線(xiàn)脹系數(shù)大 。 ? 機(jī)械強(qiáng)度：可達(dá)到普通鋼的水平 。 樹(shù)脂基體復(fù)合材料基本特性 耐腐蝕性能 ? 耐老化 樹(shù)脂基復(fù)合材料在大氣中可使用 5～ 6年或更長(zhǎng)時(shí)間 ， 老化對(duì)樹(shù)脂基復(fù)合材料的抗壓 、 抗彎 、抗拉等機(jī)械強(qiáng)度影響不明顯 。 ? 耐化學(xué)腐蝕性 樹(shù)脂基復(fù)合材料在大部分化工介質(zhì)中能耐腐蝕，但不耐強(qiáng)氧化性介質(zhì)。化工介質(zhì)對(duì)樹(shù)脂基復(fù)合材料的腐蝕機(jī)理有物理作用（如溶脹、溶解）和化學(xué)作用兩種，腐蝕形態(tài)有發(fā)脆、軟化、裂紋、分層、開(kāi)裂、粉化、起泡、溶脹和強(qiáng)度降低等。 金屬基復(fù)合材料－制備方法 ? 薄膜沉積法 ? 高溫?zé)崛诜? ? 鑄造法 ? 機(jī)械法 金屬基復(fù)合材料－性能 金屬基復(fù)合材料的物理機(jī)械性能取決于金屬基體的性能 ， 其耐蝕性能既與金屬基體材料有關(guān) ， 也與增強(qiáng)體材料有關(guān) 。 金屬基復(fù)合材料－應(yīng)用范圍 ? 主要可以用來(lái)生產(chǎn)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料，纖維增強(qiáng)金屬?gòu)?fù)合材料，短纖維增強(qiáng)金屬?gòu)?fù)合材料，顆粒增強(qiáng)金屬?gòu)?fù)合材料，長(zhǎng)纖維增強(qiáng)金屬卷材復(fù)合材料等品種。 陶瓷基復(fù)合材料－制備方法 ? 化學(xué)反應(yīng)法 ? 燒結(jié)法 ? 浸滲法 陶瓷基復(fù)合材料－性能 ? 優(yōu)點(diǎn)：陶瓷基復(fù)合材料具有較好的耐蝕性能，以及耐磨性能。 ? 缺點(diǎn)：由于陶瓷材料的抗沖擊性能差，所以陶瓷基復(fù)合材料的抗沖擊、抗拉、壓等機(jī)械性能較差，是陶瓷基復(fù)合材料的主要致命弱點(diǎn)。 陶瓷基復(fù)合材料－應(yīng)用范圍 ? 陶瓷基復(fù)合材料主要被用于制作纖維增強(qiáng)復(fù)合材料 ， 顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料 ， 硅化合物基復(fù)合材料 ， 一維或二維的纖維增強(qiáng)的玻璃或玻璃陶瓷基復(fù)合材料等一些類(lèi)型的復(fù)合材料 。