主题：【原创】盲人与象第2摸—石墨及纤维 -- 大地窝铺
家园 【原创】盲人与象第2摸—石墨及纤维 有些细心的河友谈起碳/石墨纤维的导电性能，这实际上也是个很有趣的话题。我没有什么具体数据，还是像盲人摸象一样，摸到哪聊到哪。
首先说说飞机上修碳纤维复合材料部件，比如说修发动机风扇机匣整流罩时，可以把它拆下来送到复合材料车间去修，不太严重的损伤就直接在原位修理了。修理时首先要把损伤的碳纤维层打磨掉，打磨掉了几层纤维，就要按原来纤维布的铺层方向修补几层。所以损伤部位最后要打磨成圆形或椭圆形的（理想状态），中间最低，一层比一层扩大半英寸的斜面。这可是技术活，复合材料部件上一层碳纤维布也就0.01英寸，修三层，0.03英寸厚，你要把它打磨成1.5英寸宽的斜面，还要分清楚每一层纤维布的铺层方向！（英寸换毫米？1英寸=25.4毫米，您来做算术）一家飞机修理公司也就只有几个人能把这活做得漂亮。愿为修理最重要的一点，就是一定要保证，打磨的时候，绝对不能让石墨纤维乱飞，所以在工作之前必须用塑料布搭个严严实实的帐篷，才能开工。否则石墨纤维飞到燃油流量控制器等电子器件里，那就灾难了，石墨纤维可是导电的！
有个家伙周末伟哥多吃，Happy过度，结果周一老是走神，领导冒号问他情况，他说这是工伤，上周五干碳纤维复合材料修理了，脑子里进了些碳纤维，造成短路。
凭我的直觉，在小电流低温情况下，石墨的导电性肯定不如金属，但在大电流高温条件下，石墨的导电性，或者说可控制性，应该是比金属好的多。要不怎么石墨电极的应用会那么多呢？工业烧陶瓷、铁磁性材料的电加热窑炉，加热棒可是石墨材料的，金属在那么高的温度下早就熔化了！大家都知道集成电路离不开单晶硅，这单晶硅的拉晶方法有两种，一种是直拉法（CZ法），另一种是区熔法（FZ法）。CZ法就是把高纯度的多晶硅块，放到高纯石英做的坩埚里，在直拉单晶炉里加热融化，然后用确定（定位面）的籽晶放到熔融状态的多晶硅液面上，拉出和籽晶定位面一样的单晶硅。现在的拉制单晶硅的技术可真是了不得，前几年已经可以拉出直径12英寸的单晶硅了。单晶硅片是集成电路的基础材料，和多晶硅片、非晶态硅片一起，也是太阳能电池的基础材料。扯得太远，回头说这单晶炉是用什么加热多晶硅的？是石墨加热器，行业内叫石墨热场。看一下石墨热场长啥样吧。
CZ法单晶硅炉
石墨加热器（热场）
在往硅链的源头说，这多晶硅是怎么来的？简单说，先用冶金法从石英矿石中炼出硅铁，然后用化学方法做成三氯氢硅，然后用气相沉积法将硅原子沉积到一个用高纯度籽晶棒搭成的倒U字形状的结构上，硅原子一个一个的沉积到籽晶棒上，最后长成6英寸粗细。在高纯净工作间里，工人用纯钨榔头把多晶硅棒敲成拳头大小的多晶块，称量装袋卖给单晶硅工厂。这和石墨有关系吗？还是有！气相的硅原子凭什么要降落到你籽晶棒上呢？原来籽晶是通电的，籽晶的两端接的还是石墨电极。顺便看看多晶硅长啥样吧。
多晶硅碎块，这张照片极眼熟，虽然是从海网站Google来的，但我肯定是我亲自照的，这些碎块是手工分拣，然后化学清洗过的，所以发银灰色的金属光泽，而且这张照片经过剪切，因为当时这种小多晶我们是10公斤一袋，很厚的超净塑料袋包装的，照片出来后觉得塑料袋在照片里影响效果。国外多晶硅原厂家的一级产品多晶硅表面粗糙，无光泽。
石墨除了在工业上应用广泛，在军事上也是很厉害的—石墨炸弹BLU-114/B！海湾战争中，美军的石墨炸弹瘫痪了伊拉克85%的电力供应；接下来在科索沃战争中，又摧毁了塞尔维亚70%的电力基础设施。怎么整的？一颗石墨炸弹里有很多小炸弹，小炸弹筒里装了很多超细的，经过化学处理的石墨纤维束，我猜想为了达到更好的破坏效果，石墨纤维束应该是长短不一的。可能也用不着，一炸开，纤维就长短不一了。石墨炸弹在变电所，变压器跟前爆炸，炸出极多的石墨纤维，搭到哪里，哪里就形成导电通路，然后石墨纤维受热蒸发，形成电弧……，想像一下！金属做的供电设施哪里受的了这般连烧带炸得折腾，Game Over了，修都没法修！
石墨炸弹1
石墨炸弹2
砖已抛出，勾引美玉ing。抛花丢草都笑纳！
照片感谢搜狐网、维基百科网！
本帖一共被 1 帖 引用 (帖内工具实现)家园 有个小问题想请教一下 请问大地兄，树脂增强炭纤维复合材料的飞机构件如果出现破损该怎么探伤呢？这些构件应该是温压机加压成型，但修补的时候又该如何修补呢？而且尽管伤口会被打磨成圆形会减少应力集中，但补上纤维之后新老纤维只是通过树脂连接，破损处的力学性能还是会大打折扣吧？
家园 简单回答一下 复材构件可以用超声波，射线等探伤方法，检查内部缺陷。修补一般是用一种便携式的Hotbonder(热补仪)，通过电热毯加温，抽真空加负压。修理处的力学性能肯定比原始状态有折扣。
家园 谢宝 恭喜：你意外获得【通宝】一枚
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家园 全是叉烧包。。。 图片全部看不到，郁闷
家园 石墨低温时导电也不错。 是不是比金属好就不知道了，电动机里需要通过大电流的电刷都是石墨做的。它还有个好处就是润滑性好，室外用的锁容易上锈，需要经常上油，但在风沙多的地方上油就容易积沙尘反而不好开。这时石墨就能派上用场了，把铅笔芯刮粉灌进锁芯，又润滑又不沾沙尘。
另外：
国外多晶硅原厂家的一级产品多晶硅表面粗糙，无光泽。这是不是意味着国内的多晶硅产品质量比国外的好？
家园 石墨的电阻率 单层石墨(graphene)的电阻率可以小到6E-9 Ohm*m,比体材料的铜还要低。所以graphene，还有碳管，很有可能取代铜成为新一代的芯片内部连接线的材料。
家园 瞎摸一下石墨电极 采用石墨做电极而不用金属主要是看重其高温下的机械性能、抗氧化性、导热性和化学稳定性。另外就是便宜了，白金也有类似特性，但价格就太贵了。
就导电性来说石墨本身就很高，记忆中和铜差不多一个量级（没查资料）。物体的导电性和温度有关，但是一般是温度越低导电性越好，所以楼主的猜测有问题。导电性和电流也没关系，导不导电和施加的电压有关（这个描述不严谨），许多绝缘的东西在高压下会击穿变成导体，平常我们看到的电弧就是空气被击穿了。不过这是另外一个话题了。