高純石墨的密度與其生產工藝石墨化程度及微觀結構密切相關，通常在 1.6~2.25 g/cm3 范圍內變化。高純石墨的密度是衡量其質量的核心指標之一，需根據具體應用場景優(yōu)化工藝（如提高成型壓力延長石墨化時間）以實現目標密度。對于超高性能需求（如半導體級），密度需＞2.0 g/cm3，同時需兼顧純度（≥99.99%）和結構一致性：

1、理論密度與實際情況

理想單晶石墨密度：2.26 g/cm3（理論最大值，對應完美層狀結構）。

實際高純石墨密度：

常規(guī)高純石墨：1.7~1.9 g/cm3（常見工業(yè)級，存在微孔和缺陷）。

高密度石墨：1.9~2.15 g/cm3（等靜壓成型+高溫處理，用于半導體熱場部件）。

單晶/熱解石墨：接近理論值（≥2.2 g/cm3，特殊工藝制備，成本極高）。

2、典型應用場景的密度要求

半導體單晶爐熱場：≥1.85 g/cm3（高密度低揮發(fā)，確保熱場穩(wěn)定性）。

核反應堆慢化材料：1.7~1.8 g/cm3（兼顧中子吸收截面和機械強度）。

EDM（電火花加工）電極：1.6~1.75 g/cm3（較低密度利于加工，成本敏感）。

燃料電池雙極板：1.8~2.0 g/cm3（需高氣密性，減少氫氣滲透）。

3、密度與其他性能的關聯

導電/導熱性：密度越高，石墨晶體結構越完整，導電/導熱性能越接近理論值。

機械強度：密度＞1.9 g/cm3時，抗折強度可達40~60 MPa（適用于高溫承重部件）。

抗氧化性：高密度石墨表面孔隙少，氧化速率較低（1600℃空氣中失重率＜1%/h）。

4、測量方法

阿基米德排水法：常用標準（ASTM C838），精度±0.02 g/cm3。

X射線斷層掃描（CT）：分析內部孔隙分布，間接評估密度均勻性。

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