精雕加工石墨材料的氧化速度与温度的关系-伟名石墨

氧化

无论是低温操作的空气冷却堆，还是气体和液体冷却堆，在它们的冷却剂中混入氧，和经被氧所氧化，是一个严重问题。如果把24h内发生1%氧化失重时的温度确定为氧化开始温度，那么纯石墨的氧化开始温度就是520-560℃。“氧-石墨”体系发生反应的方C+0,—C0,(AH=-392.1J/mol,18℃，1大气压)

式如下：

C+1/20,——C0(AH=-111J/mol,18℃，1大气压）

CO +1/20,=C0,(AH=-281.1kJ/mol,18℃，1大气压)

温度达高于氧化开始温度200~250℃之前，氧浸入精雕加工石墨材料内部，发生氧化，此时石墨体积减少不大，而质量却大为减轻。在此温度以上，反应速率为氧化生成的气体的扩散所控制，氧化作用多在表面发生，氧化速率对表面气体流速变得敏感起来。温度和气体流速对精雕加工石墨材料氧化速度的影响示于图。石墨在水蒸气和C0，气氛中也会被氧化，但其氧化开始温度比在02中更高，在水蒸气中为700℃，在CO，中为900℃。水蒸气作为冷却气体的杂质混入时，和石墨发生反应，生成CO、CO2、H2、CH，等。

C+H20—C0+H2(AH=130.94kJ/mol，18℃，1大气压）

Co+30—C02+H2(AlH=-40.24J/mol,18℃，1大气压）

C+C0,2C0(AH=170.1kJ/mol,18℃，1大气压）

Ct2H-CH.(AH=-74.52kN/mol,18℃，1大气压）

石墨和C0，发生反应很重要，因为CO，可用做冷却剂或用做减速材料的保护气体，在低温下不会出现什么问题，在高温下则会发生反应。C+C0,2c0(AH=170.1kJ/mol,18℃，1大气压》石墨与氧之间的反应是放热的，氧化反应会自动加速，而石墨与C0，之间的反应是吸热反应，所以情况比较良好。精雕加工石墨材料在含水蒸气的氩中，其氧化速度和CO的平衡浓度与温度的关系。

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