人造黒鉛の導入と応用

人造黒鉛は結晶構造に似た多結晶です。人造黒鉛には多くの種類があり、製造方法も異なります。
広義には、炭素（グラファイト）繊維、熱分解炭素（グラファイト）、発泡グラファイトなど、有機物を炭化させ、高温で黒鉛化して得られる黒鉛材料すべてを総称して人造黒鉛と呼ぶことができる。

狭義では、人造黒鉛は通常、黒鉛電極、静水圧黒鉛などのバルク固体材料を指し、骨材として不純物含有量の少ない木炭原料（石油コークス、アスファルトコークスなど）を使用し、結合剤として石炭ピッチを使用し、バッチ処理、混合、成形、炭化（業界では焙焼と呼ばれる）および黒鉛化によって製造されます。
人造黒鉛には、粉末、繊維、ブロックなど様々な形態がありますが、狭義の人造黒鉛は通常ブロック状であり、使用時には一定の形状に加工する必要があります。石油コークスやアスファルトコークスなどの炭素粒子によって変質した黒鉛相、粒子の周囲にコーティングされた石炭ピッチバインダーによって変質した黒鉛相、熱処理後に石炭ピッチバインダーによって形成された粒子の集積や気孔など、多相材料の一種とみなすことができます。一般的に、熱処理温度が高いほど黒鉛化度が高くなります。工業生産される人造黒鉛の黒鉛化度は、通常90%未満です。

人造黒鉛は天然黒鉛に比べて熱伝導性、導電性、潤滑性、可塑性が弱いですが、耐摩耗性、耐腐食性、透水性が低いという特徴もあります。

人造黒鉛の製造原料は主に石油コークス、ニードルコークス、アスファルトコークス、石炭ピッチ、炭素微粒子などです。その下流製品は主に黒鉛電極、予備焼成陽極、静水圧黒鉛、高純度黒鉛、原子力黒鉛、熱交換器などです。

人造黒鉛の製品応用は主に以下の側面に反映されます。

1. 黒鉛電極：石油コークスとニードルコークスを原料とし、石炭ピッチをバインダーとして、焼成、配合、混合、加圧、焙焼、黒鉛化、機械加工などの工程を経て製造されます。アークの形で電気エネルギーを放出し、装入物を加熱・溶融することで、電気炉鋼、工業用シリコン、黄リンなどの装置に広く使用されています。

2. 予備焼成陽極：石油コークスを原料とし、石炭ピッチをバインダーとして焼成、配合、混合、加圧、焙焼、含浸、黒鉛化、機械加工などを経て製造され、一般に電解アルミニウム装置の導電性陽極として使用されます。

3. ベアリング、シールリング：腐食性媒体を搬送する機器では、人造黒鉛製のピストンリング、シールリング、ベアリングが広く使用されており、潤滑油を追加せずに動作します。

4. 熱交換器、フィルター類：人造黒鉛は耐食性、優れた熱伝導性、低透過性などの特性を有しており、化学業界では熱交換器、反応槽、吸収器、フィルターなどの機器の製造に広く使用されています。

5. 特殊黒鉛：高品質の石油コークスを原料とし、石炭ピッチまたは合成樹脂を結合剤として、原料の準備、配合、混練、加圧、粉砕、混合混練、成形、多重焙焼、多重浸透、精製および黒鉛化、機械加工により製造され、一般的に静水圧黒鉛、原子力黒鉛、高純度黒鉛を含み、航空宇宙、電子工学、原子力産業分野で使用されます。