Огнеупорные свойства графита

Особые свойства графита определяются своеобразностью строения его кристаллической решетки. Атомы углерода, расположенные в параллельных плоскостях в виде правильных шестиугольников, создают слоистую решетку с ковалентными связями.

Графит представляет собой сильный восстановитель – при высоких температурах образует карбиды со многими тугоплавкими оксидами и растворяется в металлах. Помимо этого, при температурах 600°С–700°С, в зависимости от плотности и размера кристаллов, он довольно интенсивно окисляется. Поэтому огнеупоры, содержащиеся в графитах, применяют в средах, не содержащих кислорода. В таких условиях графит является сильнейшим огнеупорным материалом.

В связи с этим необходимо совершенствовать технологию графитосодержащих огнеупоров с целью снижения их окисляемости. Этого можно добиться увеличением плотности и размера кристаллов графита, а также созданием защитных оболочек вокруг углеродных зерен. Графитовые изделия получают из природного графита, который обычно содержит от 5% до 30% золы.

Природный графит, содержащий около 99% углерода, дорого стоит, поэтому производство углеродистых огнеупоров из него весьма ограничено. Природный графит в основном используется для изготовления особо плотных деталей высокотемпературных теплообменников. Высокая плотность изделий из природного графита (до 1,99 г/см³) достигается их прессованием при очень высоких давлениях – до 850 МПа.

Материал заданной плотности получают подбором зернистого состава исходного графитового порошка и удельного давления прессования. На основе искусственного графита производятся огнеупорные материалы высочайшего качества. К таким материалам относятся: волокнистый графит, стеклянный графит, рекристаллизованный графит и др.