答:电碳材料的主要成分是碳。由于结构不同,碳有结晶碳和无定形碳两种类型,结 晶碳主要有石墨,无定形碳主要有焦炭、木炭、炭黑等。日常用的煤则是一种不纯的无定 形碳。
石墨具有六方晶系的晶体结构。它有无数平行的层面叠合而成,每一层面的碳原子 分布在正六角平面的顶角上,构成三维空间的有序排列。由于石墨晶体层面之间的距离 比层面上碳原子之间的距离大得多,因此,石墨具有明显的各向异性。当有外力作用时, 石墨的层面容易发生滑移,因此,表现为自润滑特性。在高纯石墨晶体中,价带与导带重 叠,所以,表现有类金属的高导电能力。
无定形碳的碳原子排列是杂乱无章的,不如石墨的层面容易发生滑移,其硬度要比石 墨高4～5倍。无定形碳如果经过2 200～2 500℃高温处理,可使杂乱的结构转变为三维 空间的有序排列。
碳和石墨具有以下特性:
(1)具有良好的导电导热能力。
(2)具有优良的耐高温的特性,在无氧的条件下,能工作到3 000℃,且在高温下仍有 良好的机械强度和耐热冲击特性。
(3)化学稳定性好,在高温下不与液态金属粘连,仅与强烈氧化剂有作用。
(4)石墨有很好的自润滑特性。
电碳的生产工艺为:首先将碳素基体材料的粉末与胶黏剂混合压型,然后再送入炉内 高温烧结,最后形成电碳制品。不同用途有不同品种,根据用途电碳品种可分为:
(1)滑动接触的各种电机电刷用的碳滑板和碳滑块等。
(2)大功率开关、继电器等设备用的各种碳和石墨触头。
(3)弧光照明、碳弧气刨、光谱分析及电弧炉等用的各种碳棒。
(4)电真空器件用的各种高纯石墨电极、隔热和支撑元件。
(5)干电池和电解池用的各种电极。
(6)利用碳的电阻效应,制成各种电阻片、柱、通信用送话器碳砂、电阻发热元件等。