新日本碳素石墨SED-40S中粗石墨模具

用于原子能工業(yè)和國防工業(yè):石墨具有良好的中子減速劑用于原子反應(yīng)堆中，鈾一石墨反應(yīng)堆是應(yīng)用較多的一種原子反應(yīng)堆。作為動力用的原子能反應(yīng)堆中的減速材料應(yīng)當(dāng)具有高熔點，穩(wěn)定，耐腐蝕的性能，石墨可以滿足上述要求。作為原子反應(yīng)堆用的石墨純度要求很高，雜質(zhì)含量不應(yīng)超過幾十個PPM。特別是其中硼含量應(yīng)少于0.5PPM。在國防工業(yè)中還用石墨制造固體燃料的石墨噴嘴，石墨鼻錐，宇宙航行設(shè)備的零件，隔熱材料和防射線材料。

石墨爐原子吸收光譜法是一種運用有石墨涂層的的熔爐，使樣本蒸發(fā)的光譜測定法。簡而言之，這項技術(shù)是基于這樣一個事實，即自由原子可以吸收一定頻率的光和帶有特殊利益元素的波長。在一定范圍內(nèi)，被吸收的光波可以直接與所要分析的的物體聯(lián)系起來。許多元素的自由原子可以用高溫從樣本中提取。在石墨爐原子吸收光譜法中，樣本儲存在有石墨或熱解碳涂層的小石墨立方體中，這個立方體將來可以通過加熱來使樣本蒸發(fā)和分解過程。我們可以根據(jù)已知的濃度來校正儀器，從而通過工作曲線來決定濃縮程度。和原子吸附相比，石墨爐主要有有以下優(yōu)勢：

對于許多元素來說，石墨爐探測范圍可達十億分之一；

采用改良型設(shè)備，阻礙降至小；

通過原子吸收大量基質(zhì)，石墨爐可以探測絕大多數(shù)已知元素。 

石墨具有較高的散射截面和極低的熱中子吸收截面，較高的散射截面用以慢化中子，低的吸收截面防止中子被吸收，使得核反應(yīng)堆能夠利用少量燃料達到臨界或正常運行。

石墨是耐高溫材料，它的三相點，15MPa時為4024℃，因此不能采用熔化、鑄造、鍛造等熱加工方法制造而只能采用類似粉末冶金的方法。它不像金屬那樣強度隨溫度而下降，而是略有增加，在2000℃以下應(yīng)用，不會出現(xiàn)問題。

石墨有良好的導(dǎo)熱性能，在堆內(nèi)可以有效地降低溫度梯度，不致產(chǎn)生太大的熱應(yīng)力。

石墨化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定。除了高溫下的氧化、水蒸氣外，可以耐酸、堿、鹽的腐蝕，因而可以用作熔鹽核反應(yīng)堆和鈾鉍核反應(yīng)堆的堆芯構(gòu)件。

石墨抗輻照性能好，能長期在堆內(nèi)服役30～40年。

石墨可加工性好，可以加工成各種形狀的構(gòu)件。

石墨原料豐富，價格便宜，容易制成純度高、強度大、不同密度要求的各種核石墨，但石墨也有缺點，它是各向異性晶體結(jié)構(gòu)，成層狀分布，原子密集于a、b晶面，同層原子近距離為0.141nm，相互為共價結(jié)合，具有較強的結(jié)合力；而層距離為0.335nm，層間結(jié)合力為范德瓦爾力，結(jié)合力較弱。這種各向異性在石墨的物理、強度、輻照等行為中都會強烈地表現(xiàn)出來。

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