흑연의 사용

1. 내화 재료로서의 활용: 흑연 및 그 제품은 고온 저항성과 높은 강도를 지닌 특성을 가지고 있습니다. 주로 야금 산업에서 흑연 도가니 제조에 사용되며, 제강 공정에서는 강괴 보호제 및 야금로 내벽재로 널리 사용됩니다.

2. 전도성 재료: 전기 산업에서 전극, 브러시, 탄소봉, 탄소관, 수은 양극 유동 장치, 흑연 개스킷, 전화 부품, 텔레비전 브라운관 코팅 등의 제조용 양극으로 사용됩니다.

3. 내마모성 윤활제: 흑연은 기계 산업에서 윤활제로 흔히 사용됩니다. 윤활유는 고속, 고온, 고압 조건에서는 사용하기 어려운 경우가 많지만, 흑연 내마모성 소재는 윤활유 없이도 200~2000°C의 고온에서 고속 슬라이딩 작동이 가능합니다. 부식성 유체를 이송하는 많은 장비에서 피스톤 컵, 씰, 베어링 등을 제작하는 데 흑연 소재가 널리 사용되며, 작동 중 윤활이 필요하지 않습니다.

4. 흑연은 화학적 안정성이 뛰어납니다. 내식성, 우수한 열전도율, 낮은 투과성 등의 특성을 지닌 특수 가공 흑연은 열교환기, 반응조, 응축기, 연소탑, 흡수탑, 냉각기, 가열기, 필터, 펌프 장비 등의 제조에 널리 사용됩니다. 석유화학, 습식야금, 산 및 알칼리 생산, 합성섬유, 제지 등 다양한 산업 분야에서 활용되어 금속 재료 사용량을 크게 절감할 수 있습니다.

5. 주조, 연마, 압축 성형 및 고온 야금 재료: 흑연은 열팽창 계수가 작고 급속 냉각 및 급격한 변화에 잘 견디기 때문에 유리 제품의 주형으로 사용할 수 있습니다. 흑연을 사용한 후에는 철을 사용하여 정확한 주조 치수와 높은 표면 조도를 얻을 수 있습니다. 가공이 필요 없거나 최소한의 가공만으로 사용할 수 있어 금속을 크게 절약할 수 있습니다.

6. 원자력 및 국방 산업 분야에서 흑연은 원자로에 사용되는 우수한 중성자 감속재이며, 우라늄-흑연 원자로는 널리 사용되는 원자로 중 하나입니다. 원자로의 감속재는 높은 융점, 안정성, 내식성을 가져야 하는데, 흑연은 이러한 요구 조건을 모두 충족합니다. 원자로에 사용되는 흑연은 순도가 매우 높아야 하며, 불순물 함량은 수십 PPM을 넘지 않아야 합니다. 특히 붕소 함량은 0.5 PPM 미만이어야 합니다. 국방 산업에서는 흑연을 고체 연료 로켓 노즐, 미사일 노즈콘, 우주 항법 장비 부품, 절연재 및 방사선 차폐재 제조에도 사용합니다.

7. 흑연은 보일러 표면의 오염을 방지하는 데에도 효과적입니다. 물에 일정량의 흑연 분말(물 1톤당 약 4~5g)을 첨가하면 보일러 표면의 오염을 예방할 수 있습니다. 또한, 흑연은 금속 굴뚝, 지붕, 교량 및 파이프에 코팅하여 부식과 녹을 방지할 수 있습니다.
8. 흑연은 연필심, 안료, 연마제로 사용될 수 있습니다. 흑연을 특수 가공하면 관련 산업 분야에 필요한 다양한 특수 재료를 생산할 수 있습니다.
9. 전극: 흑연은 전극 재료로 구리를 대체할 수 있습니다. 1960년대에는 구리가 전극 재료로 널리 사용되었으며, 사용률이 약 90%에 달했고 흑연은 약 10%에 그쳤습니다. 21세기에 들어서면서 점점 더 많은 사용자가 흑연을 전극 재료로 선택하기 시작했으며, 유럽에서는 90% 이상이 흑연을 사용하고 있습니다. 위에서 언급한 전극 재료는 흑연입니다. 한때 지배적인 전극 재료였던 구리는 흑연 전극에 비해 장점을 거의 잃었습니다. 흑연은 EDM 전극의 주요 재료로 구리를 점차 대체하고 있습니다.