MERSEN美尔森石墨2120铸造石墨模具

核能用石墨材料

石墨是建造核反应堆使用的减速材料和反射材料之一，早期的反应堆都是石墨堆。作为结构材料使用的核反应堆用石墨在选用原料、工艺控制、成品检验上比石墨电极严格得多，也昂贵得多，核反应堆用石墨必需具备下列性能：对慢中子的吸收量小、高温强度好、抗热震性高、对快中子的减速性能好、在辐照下尺寸稳定、杂质含量极少。

核石墨必需有较高的体积密度，因为石墨对快中子的减速作用是依靠快中子对碳原子的碰撞作用而实现的，单位体积内碳原子越多，减果越好，所以体积密度是核石墨的主要指标之一，体积密度也与石墨的气孔率和渗透率直接有关，为了避免核燃料及载热体的损失，要将气孔率及渗透率降低到 一定水平。

石墨具有较高的散射截面和极低的热中子吸收截面，较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，使得核反应堆能够利用少量燃料达到临界或正常运行。
石墨是耐高温材料，它的三相点，15MPa时为4024℃，因此不能采用熔化、铸造、锻造等热加工方法制造而只能采用类似粉末冶金的方法。它不像金属那样强度随温度而下降，而是略有增加，在2000℃以下应用，不会出现问题。
石墨有良好的导热性能，在堆内可以有效地降低温度梯度，不致产生太大的热应力。
石墨化学性质非常稳定。除了高温下的氧化、水蒸气外，可以耐酸、碱、盐的腐蚀，因而可以用作熔盐核反应堆和铀铋核反应堆的堆芯构件。
石墨抗辐照性能好，能长期在堆内服役30～40年。
石墨可加工性好，可以加工成各种形状的构件。
石墨原料丰富，价格便宜，容易制成纯度高、强度大、不同密度要求的各种核石墨，但石墨也有缺点，它是各向异性晶体结构，成层状分布，原子密集于a、b晶面，同层原子近距离为0.141nm，相互为共价结合，具有较强的结合力；而层距离为0.335nm，层间结合力为范德瓦尔力，结合力较弱。这种各向异性在石墨的物理、强度、辐照等行为中都会强烈地表现出来。

EDM是英文单词Electrical Discharge Machining的缩写，即电火花加工，EDM石黑行业即模具行业利用石墨的导电性做成电火花模具进行放电加工用的石墨原材料。
EDM石墨（电火花加工）主要用于加工各种形状复杂和精密细小的工件，例如冲裁模的凸模、凹模、凸凹模、固定板、卸料板等，成形刀具、样板、电火花成型加工用的金属电极，各种微细孔槽、窄缝、任意曲线等，具有加工余量小、加工精度高、生产周期短、制造成本低等优点，已在生产中获得广泛的应用，目前国内外的电火花线切割机床已占电加工机床总数的60%以上。
电火花加工是利用电极与工件之间的火花通电时，所产生的瞬时间的高温，去层层蚀除工件表面上材料的原理。电火花加工适用于高硬度导电工件的加工。数控电火花成型机床便是电火花加工的好范例。
EDM是在车、磨、铣之后的流行的第四种加工方法。与传统铜电极相比，EDM用等静压石墨有如优点：
同体积石墨的价格仅为铜电极的25%。
石墨加工速度是铜电极加工速度的3-5倍，加工表面光滑。
加工精度高，易于抛光。
石墨的体密仅为铜电极的1/5，更适于制作大型电极。
做为电火花加工用电极时，期消耗仅为铜电极的1/3-1/5，且火花油分解碳化物被覆，补偿电极耗损。