以石墨為主的碳基新材料產(chǎn)業(yè)作為戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，擁有廣闊的發(fā)展前景，具有耐高溫、耐腐蝕、抗熱震、易于精密加工等特性，逐漸成為石墨領(lǐng)域當(dāng)中的“領(lǐng)軍者”，被稱為新材料領(lǐng)域的第四大類材料。
2021年8月24日，工信部將碳基新材料納入“十四五”原材料工業(yè)相關(guān)發(fā)展規(guī)劃。目前我國(guó)亟待攻克的“卡脖子”碳基材料品種有三大類：一是碳纖維及其制品（如高性能聚丙烯腈基碳纖維、瀝青基碳纖維、黏膠基碳纖維、碳纖維預(yù)浸料、復(fù)合材料和碳紙等）；二是特種石墨（如電火花加工用特種石墨、模具特種石墨、各向同性特種石墨、核石墨等）；三是功能炭材料（如中間相碳微球、電容炭、硬炭、硅炭、石墨烯導(dǎo)熱膜和導(dǎo)電炭黑等）。
其中，特種石墨是指碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于99.99%的石墨，又稱“三高石墨”(高強(qiáng)度、高密度、高純度)。具有高強(qiáng)度、高密度、高純度、化學(xué)穩(wěn)定性高、導(dǎo)熱和導(dǎo)電率高、耐高溫、耐輻射、潤(rùn)滑性強(qiáng)和易加工等特點(diǎn)。
等靜壓石墨具有的性能
1、耐熱性好，在惰性氣氛下，隨溫度的升高其機(jī)械強(qiáng)度升高，在2500℃左右時(shí)達(dá)到最大值；
2、與普通石墨相比，均勻性好，而且結(jié)構(gòu)精細(xì)致密；
3、熱膨脹系數(shù)低，抗熱震性能好；
4、各向同性，在各個(gè)方向上性能一致；
5、耐化學(xué)腐蝕性強(qiáng)，能經(jīng)受住熔融金屬和玻璃的滲透侵蝕；導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性良好；具有優(yōu)異的機(jī)械加工性能，幾乎可以加工成任意形狀的物品。
因此等靜壓石墨被廣泛應(yīng)用于制作CZ型單晶直拉爐熱場(chǎng)石墨部件（坩堝、加熱器、導(dǎo)流筒、保溫罩等），多晶硅熔煉爐，化合物半導(dǎo)體制造用加熱器、坩堝等部件，火箭點(diǎn)火極、激勵(lì)極、噴嘴和舵板、核反應(yīng)堆堆芯結(jié)構(gòu)、放電加工用電極、連鑄金屬用石墨結(jié)晶器等。
等靜壓石墨的主要成型方法
目前的成型方法有：擠壓成型、模壓成型、振動(dòng)成型和等靜壓成型四種。市場(chǎng)上常見(jiàn)的炭/石墨材料，多數(shù)是采用熱擠壓和模壓（冷的或熱的）成型的，等靜壓成型是一種成型性能具有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)的方法。振動(dòng)成型一般用于制造中粗結(jié)構(gòu)石墨，粒徑在0.5-2mm粒徑之間，一般以二焙石墨化產(chǎn)品為主，密度在1.55-1.75kg/m3之間，顆粒較粗，表面較粗糙，不能用于精密加工。主要用于化工、金屬冶煉為主。
等靜壓石墨材料的特點(diǎn)
等靜壓石墨材料具有各向同性好，特性與形狀、尺寸、取樣方向無(wú)關(guān)；材料組織結(jié)構(gòu)致密，機(jī)械強(qiáng)度高、表面硬度高、抗氧化性能強(qiáng)、耐高溫；材料抗熱震性好，在急冷急熱的工作條件下不易開(kāi)裂。
（1）各向同性
成型方法不同，不同方向上的性能有差異。主要表現(xiàn)在：電阻率、導(dǎo)熱率、機(jī)械性能、熱膨脹系數(shù)等。一般測(cè)定方法是：在產(chǎn)品上按垂直于壓力面方向和水平于壓力面方向取樣，分別測(cè)定性能，然后用最小一方的數(shù)據(jù)，除以最大一方的數(shù)據(jù)，便可得到各向同行比。
（2）大規(guī)格
市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品尺寸規(guī)格的要求越來(lái)越大。以直拉單晶硅為例，單晶硅產(chǎn)品由原來(lái)6、8寸，發(fā)展到目前12寸，熱場(chǎng)用石墨材料尺寸也在增加。相關(guān)其他行業(yè)也類似，電火花加工用石墨、連鑄石墨、核反應(yīng)堆用石墨亦需大規(guī)格制品。而采用模壓和擠壓方法是難以實(shí)現(xiàn)的。
大規(guī)格產(chǎn)品生產(chǎn)中出現(xiàn)的主要問(wèn)題是焙燒開(kāi)裂，規(guī)格越大。焙燒開(kāi)裂的幾率也就越高。
（3）細(xì)結(jié)構(gòu)
作為結(jié)構(gòu)材料，要求有較高的物化性能。
一方面構(gòu)成炭/石墨材料的基礎(chǔ)炭顆粒粒度越細(xì)，則其質(zhì)地越致密，機(jī)械強(qiáng)度亦越高。另外一方面炭質(zhì)骨料的顆粒越細(xì)，表面積越大，粘結(jié)劑要均勻地包覆在每個(gè)顆粒表面，在配方中使用的粘結(jié)劑量就越多。這增加了燒結(jié)的廢品率，石墨化度也很難提高。
