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石墨材料與特性

Graphite materials and properties

耐高溫｜潤滑性｜導電性｜導熱性｜
塗敷性｜可塑性｜化學穩定性｜抗腐蝕

石墨(Graphite)是碳元素的結晶礦物之一，與金剛石同為碳之同質多象體(Polymorphism)。
莫氏硬度為 1~2 ，比重 2.2~2.3 ，其容重一般為 1.5~1.8 。
廣泛的應用在冶金、化工、石油化工、高能物理、航太、電子等方面。

  1. 耐高溫及特殊熱性能：
    熔點為3850±50℃，沸點為4250℃，即使經超高溫電弧灼燒，重量的損失很小，另外熱膨脹係數也很小，只有 1.2 *10¯6 I/°C，故在溫度驟變時，體積變化不大，具有良好的抗熱震性能；而石墨強度隨溫度提高而加強，在2000℃時，石墨強度則會提高一倍。

  2. 優秀的導電和導熱性：
    石墨的導熱性和導電性相當高的，其導電性比不銹鋼高 4 倍，比碳素鋼高 2 倍，比一般的非金屬高 100 倍。其導熱性，不僅超過鋼、鐵、鉛等金屬材料，而且隨溫度升高導熱系數降低，這和一般金屬材料不同，在極高的溫度下，石墨甚至趨於絕熱狀態。因此，在超高溫條件下，石墨擁有可靠的隔熱性能。

  3. 潤滑性：
    石墨的潤滑性能取決於石墨鱗片的大小，鱗片越大，摩擦係數越小，潤滑性能越好。在氣體、液體、韌體物質或結晶狀物質中，均具有良好的耐磨性，而且潤滑性能不受溫度的影響。

  4. 化學穩定性：
    在常溫下有良好的化學穩定性，能耐酸、耐鹼和耐有機溶劑的腐蝕。其化學穩定性和其純度，溫度有關，石墨在低溫時氧化速度很小，當溫度達到400°C時開始氧化，溫度越高氧化速度越快，因此，在空氣中石墨製品的使用溫度不能超過500°C。

  5. 塗敷性及可塑性：
    石墨能牢固地黏附在固體表面不易脫落，粒度越小，黏著力越強，另外，石墨的可塑性、韌性佳，可形成很薄的薄片，以及加工成複雜的形狀。

使用石墨的行業

（一）高溫爐（二）半導體行業（三）放電加工（四）機械工程（五）金屬行業（六）汽車行業（七）半導體行業（八）石化工業

材質別代表特性

石墨型號 體積
密度		 應力
強度		 蕭氏硬度 洛氏硬度 阻抗率 熱膨脹
係數		 熱傳
導率		 灰份 應用
mg/m3 MPa Shore hardness Rockwell hardness µΩ-m 10-6/K W/(m･K) ppm 　
R6510P20 1.83 60 　 85 13 4.2 105 ≦20 Epitaxy, Wafer process
R6650P20 1.84 65 　 95 14 4.1 95 ≦20 heat field, Heater
R6710P20 1.88 85 　 105 14 4.7 110 ≦20 Epitaxy, Ion implantation
IGS743KII 1.8 54 60 　 12.5 4.8 128 ≦20 Epitaxy, Wafer process
IGS744KII 1.86 59 64 　 11 4.8 140 ≦20 heat field, Heater
IGS844KII 1.85 60 75 　 17 5.4 80 ≦20 Ion implantation

※上表為樣本測定值非保證值

純化石墨成份組成表

元素 含有量 量測法
超高純度石墨 高純度石墨
Al N/A N/A ICP
B 0.9 0.7 ICP
Ca 0.05 N/A ICP
Cr N/A N/A ICP
Cu N/A N/A ICP
Fe 0.05 N/A ICP
K N/A N/A AAS
Mg N/A N/A ICP
Mn N/A N/A ICP
Na N/A N/A AAS
Ni N/A N/A AAS
Si 0.2 N/A ICP
Ti N/A N/A ICP
V N/A N/A ICP

※單位：質量ppm
※上表為樣本測定值非保證值
※N/A：未檢出或超出偵測極限
※ICP：感應耦合電漿質譜法
※AAS：原子吸收光譜法

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