石墨材科是由一定粒度组成的焦炭(石油焦和沥青焦)与适量粘结剂(煤沥青)经混?、成型、焙烧和石墨化高温热处理而制成的。石墨材料具有含碳量高(99%以上)及导电导热性能好等特点。

各组成部分的特点

   就石墨材料本身而言，它是由焦炭、粘结剂焦等固体部分以及分布在固体中的孔隙所构成的。 　

焦炭

    焦炭是构成石墨材料的主要组成部分。关于焦炭(石油焦和沥青焦)显微结构的特点，在前面已作过专门介绍，在此不再赘述。

    焦炭颗粒的形状与其显微结构有密切关系。具有纤维型结构的焦炭，在机械破碎时易形成长条形颗粒(颗粒长宽比大)；镶嵌型结构的焦炭，则易形成形状不规则、近似于等轴性的颗粒(颗粒长宽比小)。焦炭颗粒在石墨材料中的分布状态，特别是颗粒的定向分布(择优取向)会使材料产生异向性质。焦炭颗粒的择优取向除了与颗粒长宽比等形状因素有关外，还同材料的成型方法有关。

    挤压成型：在平行挤压方向的截面内，焦炭颗粒呈择优取向，即颗粒的长轴多与挤压方向趋于平行(图1)；在垂直挤压方向的截面内，颗粒一般不呈择优取向(图2)。模压成型：在平行模压方向的截面内，焦炭颗粒呈择优取向或略呈择优取向(图3)，但颗粒的长轴不是平行于模压方向，而是与模压方向趋于垂直；在垂直模压方向的截面内，颗粒一般不呈择优取向(图4)。

    等静压成型：在材料的任意方向上的截面内，焦炭颗粒均无择优取向(图5)。因此，等静压成型法是目前生产各向同性石墨材料的重要手段之一。

粘结剂焦

    粘结剂在焙烧过程中的炭化残留物称之为粘结剂焦。

    粘结剂焦分布在焦炭颗粒之间，把所有不同尺寸的焦炭颗粒连接在一起，使材料具有一定机械强度。因此，粘结剂焦与焦炭颗粒之间的结合程度对石墨材料的性能有着重要的影响。

  　由煤沥青生成的粘结剂焦与各种炭素材料的结合情况，见图6～l2：粘结剂焦与天然石墨(图6)、人造石墨(图7)、石油焦(图8)及沥青焦(图9)之间的结合程度较好；与无烟煤(图10)的结合程度较差。

    由煤沥青生成的粘结剂焦的显微结构与沥青焦(图7)或石油焦(图9)相似；粘结剂焦的六角形碳网面与它所粘结的颗粒表面接近平行(图11、12)。

图6  粘结剂焦与鳞片状天然石墨 1 粘结剂焦 2 鳞片状天然石墨

图7  粘结剂焦与人造石墨 1 人造石墨 2 粘结剂焦

浸渍炭

    在石墨材料中，有相当大的一部分(如石墨阳极、电极接头、高强高密石墨、石墨坩埚或舟皿等)属于浸渍石墨材料，即半成品在焙烧或石墨化高温热处理之后再进行一次或多次浸渍和热处理的材料。

    浸渍剂(煤沥青)在热处理过程中的炭化残留物称之为浸渍炭。在热处理过程中，由于浸渍剂中挥发物的逸出和浸渍炭的收缩等因素的影响，浸渍炭常常不能将它所填充的孔隙完全填满：在浸渍炭内部形成孔隙(图13)，或与原孔壁之间存在一定空隙(图14)浸渍炭的六角形碳网面与它所填充的孔的壁表面接近平行(图15)。

    浸渍石墨材料中的孔隙，特别是一些小的孔隙比普通石墨材料少，因而显得比较致密(图16)。经多次浸渍和热处理的石墨材料，其焦炭颗粒的边界多变得不太明显(图17)

树脂类物质

    树脂类物质是不透石墨材料的重要组成部分。对于浸渍不透石墨来说，树脂是浸渍剂；对于压型或浇注不透石墨来说，树脂则是粘结剂。

     不透石墨材料中的树脂类物质呈各向同性，在正交偏光加石膏检板的条件下，其干涉色始终为紫红色(图76～81)。