石墨用于电线电缆的探究

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1、石墨用于电线电缆的探究石墨材料主要由多晶右墨构成，属于无机非金属材料’但因它具有良好的热,电传导性而被称为半金属。石墨具有比某些金属还要高的热、电传导性，同时具有远比金属低的热膨胀系数，很高的熔点和化学稳定性。这就使它在工程应用中具有重要的价值。石墨具有很好的耐腐蚀性，不与任何有机化合物起反应。石墨乂是一种耐高温材料，在高温下石墨不会熔化，还具有良好的抗热震性能。一、石墨的特性：1、导热性和导电性石墨具有良好的导热导电性（相对于某些金属和非金属），虽然石墨的导电性不能与铜、铝等技术相匹敌，但与一般的材料比，其导热导电性是相当高的，如比不锈钢高4倍，比碳素钢高2倍，比一般的非金属高100倍

2、。石墨的导热性，不仅超过钢、铁、铝等金属材料，而且随温度升高,导热系数降低，这和一般金属材料不同，一般技术的导热系数随着温度的升高而增大。在极高的温度下，石墨甚至趋于绝热状态。因此在超高温条件下，石墨具有隔热性。2、耐高温石墨是目前已知的最耐高温的材料之一。在2000oC之上时，一般材料早已化为气体，或呈熔融状态，就是一些难容的金属在2500OC左右也会失去强度。如鹄是已知的金属中熔点最高的，达3600OC,但在此温度下石墨是不会融化的，它的熔点为3850oC±50oC,沸点答4250oC把各种耐温的材料置于7000OC超高温电弧下10s,石墨损失最小，按重量计算，石墨算是0.8%,尼龙

3、纤维增强酚醛塑料损失1.2%,碳化硅损失1.7%,高铝钢玉损失8.2%,最耐高温的金属氧化物■一氧化钳损失12.9o由此可见，石墨的奶高温性能是很突出的。一般材料在高温下强度逐渐降低，而石墨在加热到2000OC,其强度反而较常温时提高一倍。但石墨的耐氧化性能差,随着温度的提高，氧化速度逐渐增加。3、特殊的抗热震性能石墨具有良好的抗热震性能，当温度急剧变化时，热膨胀系数小，因而具有良好的热稳定性，在温度急冷急热的变化中，不会产生裂纹。4、润滑性石墨的润滑性能类似于二硫化钳，摩擦系数小于0.1。其润滑性能随鳞片人小而变，鳞片愈大，摩擦系数愈小，润滑性能愈好。5、可塑性石墨具冇可塑性，可展成透

4、气透光薄片，但高强石墨硬度很大，以致用金刚石刀具都难以加工。6、化学稳定性常温下石墨具有良好的化学稳定性，能耐酸、耐碱、耐有机溶剂的腐蚀，但高温时易氧化。二、一种材料能作为电线电缆的导体应具备以下几个特性：1、良好的导电性能、高频传输特性和抗干扰特性。2、良好的机械性能。包括抗拉强度、伸长率、弯曲性、弹性、柔软性、耐震动性、耐磨性、耐机械冲击力等。3、热性能。耐温等级、工作温度、发热和散热特性、载流量、短路和过载能力、合成材料的热变形性和耐热冲击能力。材料的热膨胀、4、耐腐蚀性和耐气侯性。耐电化学腐蚀，耐生物侵蚀、耐化学侵蚀、防潮性。5、老化性能。在机械应力、电应力、热应力以及其他因素的

5、作用下，材料保持其原有性能的能力。以上对比可以得到，石墨在导电性和热性能、耐腐蚀性、耐气侯性等方面均可满足作为电线电缆的要求，但是在机械性能和抗氧化性能等方面也有不足Z处。三、石墨应用于输电线的主要问题：1、石墨属于无机非金属材料，质软，硬度为1〜2,沿垂直方向随杂质的增加英硬度可增至3〜5。之所以没有大量应用到电线电缆中的原因之一就是石墨跟陶瓷、玻璃一样，硬脆没冇韧性，抗震性能差，做成远距离的输电线时容易断裂。电力线路在实际运行中经常会出现因为雷击或者其他因素造成的震动，石墨抗震性能差，易断裂，这样会造成输电线路的断路。此外，石墨用作电线电缆加工困难，架设困难。综上，达不到作为电线电缆

6、材料所满足的良好的机械性能的要求。2、石墨的电阻率比铜和铝都大。石墨的电阻率为：石墨(8~13)X10-6(Q/m),铜的电阻率为1.7X10・&Q/m),铝电阻率为2.9X10・&Q/m),可以看出石墨的导电率比铜和铝都大。在相同的截面积和长度的情况下,石墨的直流电阻是铜直流电阻的588倍，是铝直流电阻的344倍(取石墨电导率为10X10-6（Q/m））,因此当通过相同电流时，石墨的电能损耗比铜和铝都大，输电过程屮造成发热严重的现象。口然界屮没有纯净的石墨,英中往往含有SiO2、AI2O3、FeO、CaO、P2O5、CuO等杂质。这些杂质常以石英、黄铁矿、碳酸盐等矿物形式出现。此外，还

7、有水、沥青、C02^H2>CH4>N2等气体部分。这样会造成石墨的导电性能不稳定，电导率变化相差较人。3、常温下右墨的耐氧化性能差，但随着温度的提高，氧化速度逐渐增加，石墨在应用过程中有消耗（以石墨电极为例）。电线电缆在通电运行屮有温升的出现，温度升高促使石墨被氧化，影响电线电缆的稳定性。如果遇到输电系统短路或者雷击等恶劣环境，温升更高，氧化加剧，对石墨的导电性有很大的影响。从而会影响电力系统的稳定性。4、电气工业中所使用的石墨，对