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，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，目前硅單晶的成長工藝主要采用直拉(CZ)法，其他方法還有磁場直拉法(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坩堝，用于生產(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)時需用光譜純炭粉或光譜純石墨粉，這兩種高純材料對雜質(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：對慢中子的吸收量小、高溫強(qiáng)度好、抗熱震性高、對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因為石墨對快中子的減速作用是依靠快中子對碳原子的碰撞作用而實現(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，但專家預(yù)計高溫氣冷堆很有發(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

雖然國際上對各向同性石墨的定義有待于進(jìn)一步明確，一般是測量產(chǎn)品直徑方向和長度方向的某些物理性能指標(biāo)并計算其比值，有的用熱膨脹系數(shù)的比值表示，較簡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1.1稱為各向異性產(chǎn)品。日本等工業(yè)技術(shù)先進(jìn)國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。