石墨密封材料的化學性質（3-2）

　　炭質材料經煅燒以后，因揮發分的逸出及少量炭的氧化損失而使灰分有所增加。當加熱到1700℃以上，由于部分無機雜質的揮發，灰分開始下降。溫度越高排出的無機雜質越多，一直升溫到2500℃左右，炭已轉化為石墨晶體；灰分含量可比原焦降低一個數量級。但有些金屬元素如Ti、Cu等還有少量殘留，如果要求進一步降低灰分含量，就必須在石墨化過程中通入氯、氟里昂等凈化氣體。表4列出了上述幾種石油焦與瀝青焦石墨化后的灰分組成。

表4　石油焦與瀝青焦煅燒后的工業分析及元素分析

　　石墨制品除與原料灰分有關以外，還取決于石墨化的溫度。

　　石墨是一種不活潑的密封材料，在常溫時一般不會與各種氣體發生化學反應，只有加熱到一定溫度時反應才能進行，與炭比較，石墨進行化學反應需要更高的溫度。石墨開始有明顯氧化反應的溫度大致在450℃左右。氧化反應的速度與當時的接觸面積大小、孔隙度及氣體壓力等因素有關。在較低溫度下，如氧氣供給充分，則主要進行下述反應：

　　C+O₂→CO₂

　　較高的溫度下，會發生下述反應：

　　2C+O₂→2CO

　　赤熱的石墨與水蒸氣約在700℃開始反應：

　　C+H₂O→CO+H₂
　　C+2H₂O→CO₂+H₂

　　石墨與氫的反應要在1000℃以上的高溫下才能進行，即使達到1100～1500℃這樣的溫度，也只有少量的CH₄生成：

　　C+2H₂→CH₄

　　除非有某種催化劑，否則反應速度很慢。

　　石墨制品及各種炭質原料的氧化反應性能與它們的最終熱處理溫度、雜質含量、晶格結構的完善程度、孔隙度等因素直接有關。熱處理溫度越高，則其開始氧化溫度越高。雜質元素如Fe、Na、Ca、V都能起到加速氧化的催化作用；孔隙度越大則氧化速度越快。受到不同溫度熱處理的幾種炭質原料在氧氣流中的開始氧化溫度如表6所示。

表6　不同溫度熱處理后原料開始氧化溫度

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