石墨制品的溫度與強(qiáng)度與什么相關(guān)

石墨制品的溫度與強(qiáng)度與什么相關(guān)

石墨制品的比強(qiáng)度在常溫下屬于中等，但是在2500度以內(nèi)，其比強(qiáng)度隨著溫度的增強(qiáng)而增加，其他材料的強(qiáng)度則是隨著溫度的增加而不斷減少，在2500度以后石墨制品的比強(qiáng)度CIA開始下降，所以在工業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域模具石墨制品在做為耐高溫材料方面有著獨(dú)特的優(yōu)勢。石墨制品由于其特殊結(jié)構(gòu)，具有耐高溫性、抗熱震性、導(dǎo)電性、潤滑性、化學(xué)穩(wěn)定性以及可塑性等眾多特性，被廣泛的應(yīng)用。

一般來說，普通的石墨的熔點(diǎn)是在4000度左右，但是在常壓下，石墨在600度就會與大氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)，所以常壓下耐600度以下的溫度是沒有問題的，不會影響石墨的材質(zhì)和使用。石墨在400℃開始與空氣中的氧氣發(fā)生氧化，但變化不是很明顯，1700℃時氧化更加明顯，需要抽真空或加氮?dú)獗Ｗo(hù)，在加惰性氣體保護(hù)的情況下可耐3000℃高溫，4350℃發(fā)生揮發(fā)。

石墨制品的強(qiáng)度在高溫下明顯增加，石墨的抗拉強(qiáng)度在1000度的時候比常溫下增加20%左右，在1500度時比常溫下增加30%左右，在2000度時比常溫下增加50%左右，2500度時比常溫下增加75%左右，有的甚至達(dá)到比常溫時的強(qiáng)度高一倍，如果溫度繼續(xù)進(jìn)一步升高，則強(qiáng)度反而會有所下降。

石墨的強(qiáng)度隨著溫度升高而增大的原因可解釋為以下幾條：
一，石墨在低溫時不會產(chǎn)生局部的塑性變化，所以即使給予比較低的負(fù)荷，因?yàn)閼?yīng)力的集中也會引起破裂。但是，在溫度升高到一定的程度時，呈現(xiàn)塑性的關(guān)系會在應(yīng)力集中點(diǎn)附近產(chǎn)生局部變形，使應(yīng)力有所分散，所以即使施加比較大的負(fù)荷也不至于引起破裂。
二，因?yàn)槭w的熱膨脹系數(shù)具有較大的各向異性，從高溫下被冷卻后會在晶粒內(nèi)部產(chǎn)生較大的應(yīng)力。低溫的時候石墨的強(qiáng)度比較低，是由于外力疊加內(nèi)應(yīng)力所致，但是在加熱到一定溫度，其內(nèi)應(yīng)力逐漸減少，所以強(qiáng)度隨著溫度升高而增加。