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第七篇 原子能、金刚石、火箭及其他工业用石墨制品生产新工艺新技术 第四章 其他工业用石墨制品生产 新工艺新技术 玻璃炭、多孔石墨及多孔炭虽然都是作为耐高温、耐腐蚀的结构材料使用，但它们的 物理性质有很大的差别，这两种新型的炭和石墨制品的生产工艺与一般炭和石墨制品的 生产工艺也有所不同。 第一节 玻璃炭的用途、性能和工艺 玻璃炭是一种具有特殊性能的炭素制品，外表呈现玻璃状光泽及平滑的表面，而且 兼有石墨及玻璃的一些性能。玻璃炭是孔度极小、几乎不透气的材料，不论是表面或断 面都观察不到许多炭和石墨制品所特有的那种气孔。玻璃炭可用于制造实验室器皿，化 工过程设备。玻璃炭不仅在腐蚀性气体中能保持稳定，而且比许多石英器皿的导热性能 强十倍。所以，用玻璃炭制造的器皿代替石英坩埚用于生产磷化镓为代表的半导体材料 时，使用寿命可以长达数年。 利用玻璃炭耐磨、光滑、耐高温的特性又可以用来制作高温高速气体的喷管，还可以 用于制作化学工业中耐腐蚀的特殊功能的温度计保护管，在冶金工业上则用作输送融熔 状态的铅、锌、银等的导管。 在电子计算机配套用的高速印刷器械中，用玻璃炭作成活字，具有质轻、耐磨、机械 性能好及印字鲜明等优点。目前，玻璃炭已经使用在电子工业上，作为单晶硅外延炉的 ·$#! · 第四章 其他工业用石墨制品生产新工艺新技术 加热体。它与过去所用的光谱纯石墨材料相比较，不必经过复杂的处理就可以直接使 用。因为玻璃炭这种材料结构致密、不吸收杂质，即使在高温下也不挥发，不会污染硅片 的外延层。 玻璃炭制品还可用于提炼特纯金属或特纯化合物（如氟化物），还可用于金属及其化 合物的区域熔化和金属的真空蒸发。把玻璃炭破砰成一定大小的颗粒，可作为绝热材料 或过滤材料使用。 玻璃炭这个新型材料虽然出现不久，但是已经引起许多工业部门的重视，是一种有 一定发展前途的新型工业材料。 一、玻璃炭的物理化学性质 m ! 透气率与孔径分布 o 玻璃炭的孔度一般在 以下，经过石墨化温度处理过的玻璃炭孔度可达 ，透气 #$ c %$ 率一般在 ’ ( ’ !# # 厘米 秒范围内。图 为各种材料与玻璃炭透气率的比较。玻 ! ) ! * + ’ ! . 璃炭气孔的孔径很小，用水银压入法测得的孔径分布在 !, 左右，见图+ ’ # 所示。 w x f z b w. w w 图+ ’ ! 各种材料的透气率比较 # 晶体构造 玻璃炭可分为炭化温度（!- ）处理及石墨化温度（#%- ）处理两种。一般易石 墨化炭经过高温处理后，其微晶结构逐渐向石墨的晶格结构过渡。呈石墨晶格结构的晶 粒，其宽度及厚度不断增长，晶层间距（.# ）相应缩小。用有机树脂为原料虽经炭化或 石墨化温度处理得到的玻璃炭，却难于石墨化。它的晶粒的宽度及厚度增加很小，晶粒 的层间距离也大得多，因而其一系列物理性能与一般石墨有很大区别，其导热系数只有 · ·