专业石墨详情介绍
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石墨生产工艺介绍石墨,又称为石墨材料,是一种具有良好导电、导热和润滑性能的材料,广泛应用于电子、冶金、化工等领域。
石墨的生产工艺分为自然生石墨和人工合成石墨两种。
自然生石墨的生产工艺主要分为开采、研磨和加工三个步骤。
首先,需要选取含有较高石墨矿物质的岩石,通常选取石英岩或者云母岩。
然后,通过开采方法将石墨矿石从矿脉中提取出来,常用的开采方法有露天开采和井下开采。
露天开采适用于矿脉露头较大的情况,通过爆破和拆卸等手段将矿石提取出来;井下开采适用于矿脉露头较小或者埋深较大的情况,需要通过井下隧道或者井筒将矿石运出地下。
提取出的石墨矿石经过研磨处理,主要目的是将石墨矿石的杂质去除,获得纯净的石墨粉末。
通常采用湿法研磨的方法,将石墨矿石与水混合并添加一定的研磨介质,通过摩擦和冲击的作用将矿石粉破碎为粉末。
研磨过程中需要控制研磨时间和研磨介质的大小,以获取合适的石墨粒度。
最后,经过研磨处理后的石墨粉末可以进行加工,常见的加工方法包括压制、烧结和石墨化处理。
压制是将石墨粉末放入模具中,在高温高压的条件下进行压制,使石墨粉末紧密结合成坚硬的石墨块状。
烧结是将压制成型的石墨块放入烧结炉中,在高温下进行烧结,使石墨块的颗粒间相互融合,形成致密的结构。
石墨化处理是在高温高压的环境中,通过化学反应或者物理变化将石墨块进行改性处理,以提高其性能。
人工合成石墨的生产工艺主要有化学气相沉积法和高温焙烧法两种。
化学气相沉积法是利用气相化学反应使石墨材料在衬底上沉积形成,可以控制石墨材料的形貌和结构。
高温焙烧法是将石墨材料的前驱体经过高温热处理,使其发生结构变化,形成石墨结构。
总之,石墨的生产工艺主要分为自然生石墨和人工合成石墨两种。
自然生石墨主要通过开采、研磨和加工三个步骤,而人工合成石墨主要通过化学气相沉积法和高温焙烧法进行。
随着技术的不断进步,石墨的生产工艺也在不断发展和改进,以满足不同领域对石墨材料性能和品质的要求。
锦生炭素济源市锦生炭素有限公司2012-8-21[在此处键入文档的摘要。
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]石墨科技名词定义中文名称:石墨英文名称:graphite定义:碳的一种同素异构体——六方晶系的晶体。
它是铸铁内常出现的以及石墨化钢内含有的一种组织组分。
所属学科:机械工程(一级学科);机械工程(2)_热处理(二级学科);机械工程(2)一般热处理名词(三级学科)石墨是元素碳的一种同素异形体,每个碳原子的周边连结著另外三个碳原子(排列方式呈蜂巢式的多个六边形)以共价键结合,构成共价分子。
由于每个碳原子均会放出一个电子,那些电子能够自由移动,因此石墨属于导电体。
石墨是其中一种最软的矿物。
它的用途包括制造铅笔芯和润滑剂。
碳是一种非金属元素,位于元素周期表的第二周期IVA族。
拉丁语为Carbonium,意为“煤,木炭”。
汉字“碳”字由木炭的“炭”字加石字旁构成,从“炭”字音。
英文名称:graphite分子式:C分子量:12.01CAS 登录号:7782-42-5EINECS 登录号:231-955-3碳是一种很常见的元素,它以多种形式广泛存在于大气和地壳之中。
碳单质很早就被人认识和利用,碳的一系列化合物——有机物更是生命的根本。
碳是生铁、熟铁和钢的成分之一。
碳能在化学上自我结合而形成大量化合物,在生物上和商业上是重要的分子。
生物体内大多数分子都含有碳元素。
碳化合物碳化合物一般从化石燃料中获得,然后再分离并进一步合成出各种生产生活所需的产品,如乙烯、塑料等。
存在形式碳的存在形式是多种多样的,有晶态单质碳如金刚石、石墨;有无定形碳如煤;有复杂的有机化合物如动植物等;碳酸盐如大理石等。
单质碳的物理和化学性质取决于它的晶体结构。
高硬度的金刚石和柔软滑腻的石墨晶体结构不同,各有各的外观、密度、熔点等。
性质常温下单质碳的化学性质比较稳定,不溶于水、稀酸、稀碱和有机溶剂;不同高温下与氧反应燃烧,生成二氧化碳或一氧化碳;在卤素中只有氟能与单质碳直接反应;在加热下,单质碳较易被酸氧化;在高温下,碳还能与许多金属反应,生成金属碳化物。
石墨的性能以及介绍1.概述石墨又叫“笔铅”或“黑铅”,主要成分为碳(C)。
自然界产出的石墨是在高温条件下还原作用中形成的。
分布最广的是沉积变质成因的石墨,系由富含有机质或碳质的沉积岩经受区域变质作用而成。
如煤层或含碳质的沉积岩经变质作用可生成石墨;岩浆岩与石灰岩接触,石灰岩分解出来的CO2经过还原作用也可形成石墨。
石墨很少是纯的,常含有多量的机械混入物,如石英、云母、硫酸盐、氧化铁、氧化镁、氧化钙、五氧化二磷等。
有时还有CO2、CO、H2、CH4、N2等气体及水和沥青等。
石墨晶体是一种层状点阵,由许多碳原子正六角环联结在一起形成巨大的平面网、互相平行、重叠而成。
最常见的石墨晶体属于六方晶系。
完整晶体极少见,通常呈板状,鳞片状。
非晶体的石墨常呈块状及粉末状等。
凡天然石墨其晶体直径小于1μm,在一般显微镜下也难看到其晶形的致密状石墨集合体,称为微晶石墨(亦称无定型石墨或土状石墨)。
2.性质石墨颜色由铁灰至钢灰,条痕黑色,具有显著的光学不均匀性、硬度不均质性,以及不透明、具有金属光泽等,隐晶质的则暗淡无光。
硬度1~2,比重2.09 ~2.23,次等石墨比重为1.84~1.98。
(比重的变化由气泡的多寡而决定)。
薄片能弯曲,有滑腻感,能污染纸片和手指。
石墨传热性强(比铜和铝还高),具有高度的导电性,能耐3000℃以上高温,熔点3800℃,沸点4250℃,具有可塑性,化学稳定性强,不溶于酸碱。
3.用途(1)制造电气冶炼炉、电解池、弧光灯及弧焊的电极和发电机、马达的电刷、电阻器和电话机的炭棒等。
(2)制造各种冶金坩埚。
(3)因石墨能吸收大量中子,所以可以作为原子堆中的减速剂,但必须是高度纯粹的结晶质石墨。
(4)用作翻砂铸模面的涂料、防锈涂料、机器润滑剂、轴承的润滑剂。
(5)各种耐火材料及耐火绝缘材料的混合物。
(6)制造抗腐性的油漆。
(7)制造铅笔的笔芯,作为黑色的着色料。
(8)通过特殊化学处理后,则可做成柔性密封材料。
炼钢用类石墨1. 简介炼钢用类石墨是一种重要的炼钢原料,广泛应用于钢铁工业中。
它具有高温抗氧化性能、良好的导电性和导热性,是炼钢过程中必不可少的材料之一。
本文将对炼钢用类石墨的特性、制备方法、应用领域以及市场前景进行详细介绍。
2. 特性炼钢用类石墨具有以下几个主要特性:2.1 高温抗氧化性能炼钢过程中,高温下的氧化反应是不可避免的。
而炼钢用类石墨具有优异的抗氧化性能,能够在高温环境下长时间稳定地存在。
这一特性使得炼钢过程中的石墨材料能够保持较长的使用寿命,降低了生产成本。
2.2 良好的导电性和导热性类石墨具有优异的导电性和导热性,能够有效地传导电流和热量。
在炼钢过程中,石墨电极能够将电流传导到炉料中,促进炉料的熔化和反应。
同时,石墨材料的导热性能也有助于平衡炉内温度分布,提高炼钢的效率和质量。
2.3 良好的机械性能炼钢用类石墨具有较高的强度和硬度,能够承受较大的压力和冲击。
这一特性使得石墨材料能够在炼钢过程中承受高温、高压和剧烈的物理作用,保证炼钢设备的安全运行。
3. 制备方法炼钢用类石墨的制备方法主要包括人工合成和天然石墨的加工。
3.1 人工合成人工合成石墨是通过碳源和催化剂在高温高压条件下进行化学反应得到的。
常用的人工合成方法包括高温热解法、化学气相沉积法和等离子体化学气相沉积法等。
这些方法能够控制石墨的晶体结构和粒度,提高石墨的纯度和性能。
3.2 天然石墨加工天然石墨是一种天然存在的矿石,含有较高含量的石墨。
天然石墨经过破碎、浮选、磨粉等加工工艺,可以得到适用于炼钢的类石墨材料。
天然石墨加工的优点在于成本较低,但石墨的纯度和性能相对较低。
4. 应用领域炼钢用类石墨在钢铁工业中有着广泛的应用,主要包括以下几个方面:4.1 炼钢电极炼钢电极是炼钢过程中的关键设备,用于传导电流和加热炉料。
炼钢用类石墨具有良好的导电性能和抗氧化性能,是制造炼钢电极的理想材料。
石墨电极能够提高炼钢的效率和质量,降低能耗和生产成本。
石墨种类及用途一、引言石墨是一种重要的无机非金属材料,具有独特的物理和化学性质。
在工业生产中,石墨被广泛应用于多个领域,如电池、涂料、铸造、冶金等。
本文将全面介绍石墨的种类及其在不同领域的用途。
二、天然石墨天然石墨是从地下矿床中获得的一种含碳矿物。
它主要包括结晶石墨和粒状石墨两种形态。
2.1 结晶石墨结晶石墨是由碳元素组成的层状结构,具有完美的六边形晶体结构。
其物理性质使得它在许多领域有广泛的应用。
2.1.1 用途•填料:结晶石墨具有良好的热导性和电导性,可用作高温材料的填料,如石墨热交换器、石墨密封件等。
•电池:结晶石墨的导电性能出色,可应用于锂离子电池的负极材料,提高电池的性能和寿命。
•涂料:结晶石墨可用于制造高温涂料,增强涂层的耐热性和耐腐蚀性。
•导电材料:结晶石墨可用于制造导电材料,如石墨电极、线缆等。
2.2 粒状石墨粒状石墨是由微小的石墨颗粒组成的矿物。
其结构比结晶石墨松散,物理性质相对较差。
2.2.1 用途•铸造材料:粒状石墨具有良好的流动性和热传导性,可用作铸造材料的添加剂,提高铸件的质量和强度。
•润滑材料:粒状石墨的颗粒结构使其在润滑方面有较好的性能,适用于高温润滑、干摩擦润滑等领域。
三、合成石墨合成石墨是通过人工方法制备的石墨材料。
它主要包括石墨烯和人工石墨。
3.1 石墨烯石墨烯是石墨的单层结构,具有独特的二维结构和优异的性能。
它是目前材料领域的研究热点之一。
3.1.1 用途•电子器件:石墨烯具有高电导性和优异的载流子迁移率,可应用于电子器件制造,如晶体管、集成电路等。
•光学材料:石墨烯在光学领域表现出独特的光学性质,可用于制备光学元件、太阳能电池等。
•储能材料:石墨烯具有高电导性和大表面积特点,可应用于储能材料的制备,如超级电容器、锂离子电池等。
3.2 人工石墨人工石墨是通过高温高压处理石墨粉末制备的一种高纯度石墨材料。
其物理和化学性质稳定、均匀。
3.2.1 用途•电磁材料:人工石墨的物理性质使其具有良好的电磁屏蔽性能,适用于电子设备的屏蔽材料。
高纯石墨的用途1. 引言高纯石墨是一种具有高度结晶性和高度各向同性的材料,由碳原子通过层状结构排列而成。
它具有优异的导电性、导热性、机械强度和化学稳定性等特点,因此在众多领域得到广泛应用。
2. 电池行业高纯石墨在电池行业中扮演着重要角色。
它被用作锂离子电池的负极材料,能够提供良好的导电性和储能性能。
同时,高纯石墨还可以作为铅酸蓄电池的正极材料,具有较低的内阻和较长的寿命。
3. 粉末冶金粉末冶金是一种利用金属或非金属粉末制备零件或制品的工艺。
在粉末冶金中,高纯石墨常被用作添加剂,可以改善材料的导电、耐蚀和耐磨性能。
4. 导热材料由于高纯石墨具有良好的导热性能,因此被广泛应用于导热材料领域。
在电子器件中,高纯石墨可以用作散热片、导热膏和导热垫等部件,有效地提高设备的散热效果。
此外,在航空航天、冶金和化工等领域中,高纯石墨也被广泛应用于导热设备和换热器。
5. 碳纤维增强复合材料碳纤维增强复合材料以其轻质化、高强度和耐腐蚀性能而受到广泛关注。
高纯石墨作为一种理想的增强材料,可以与树脂等基体相结合,制备出具有优异力学性能的复合材料。
这些复合材料被广泛应用于航空航天、汽车制造和体育器材等领域。
6. 其他应用领域除了以上提到的应用领域外,高纯石墨还在许多其他领域中发挥着重要作用。
例如,在太赫兹技术中,高纯石墨可以作为太赫兹波源和探测器。
在光学领域,高纯石墨可以用于制备镜片、透镜和反射器等光学元件。
此外,高纯石墨还可以用于制备电极材料、润滑材料和耐火材料等。
7. 结论高纯石墨具有广泛的应用前景,在多个领域中发挥着重要作用。
它的优异性能使其成为许多关键技术的基础材料,推动了科学技术的发展。
随着科技的不断进步,高纯石墨在各个领域的应用将会更加广泛和深入。
以上是关于高纯石墨的用途的详细介绍。
希望通过本文能够使读者更加全面地了解高纯石墨,并认识到其在各个领域中所起到的重要作用。
参考文献: - 李明, 王亮. 高性能导电增强型聚合物复合材料[J]. 宇航材料工艺, 2019(4):1-6. - 张三, 李四, 王五. 高纯石墨在锂离子电池中的应用研究[J]. 电池工业, 2018(3):10-15.。
人造石墨的分类石墨是一种具有层状结构的矿石,由碳元素组成,具有良好的导电性和导热性。
人造石墨是通过人工合成和处理而得到的一种材料,具有多种分类。
本文将以人造石墨的分类为标题,介绍人造石墨的不同类型及其特点。
一、粉末石墨粉末石墨是一种由石墨颗粒组成的粉末状材料。
它具有良好的润滑性和导电性,常用于制造润滑剂、导电涂层和导电胶粘剂等。
粉末石墨的颗粒大小可以根据需要进行调整,从而满足不同应用的要求。
二、颗粒石墨颗粒石墨是由石墨颗粒形成的块状材料。
它通常用于制造石墨电极、石墨模具等。
颗粒石墨具有良好的导电性和耐高温性能,可以在高温环境下稳定工作。
同时,颗粒石墨还具有较高的机械强度和耐磨性,能够满足一些特殊工艺要求。
三、石墨纤维石墨纤维是一种由石墨层片组成的纤维状材料。
它具有轻质、高强度和高模量等优良特性,常用于制造航空航天领域的复合材料、高性能导热材料等。
石墨纤维可以通过化学气相沉积法和热解石墨化法等方法制备,具有较高的纯度和均匀的结构。
四、膨胀石墨膨胀石墨是一种经过特殊处理的石墨材料,具有较低的密度和高的膨胀率。
膨胀石墨在高温下可以迅速膨胀,形成多孔的结构,具有良好的隔热性能。
因此,膨胀石墨常被用作隔热材料、填充材料和吸附剂等。
膨胀石墨的膨胀率可以根据需要进行调整,以满足不同应用的要求。
五、石墨烯石墨烯是一种由单层石墨原子组成的二维材料,具有高度的导电性、导热性和机械强度。
石墨烯具有许多独特的物理和化学性质,被广泛应用于电子器件、传感器、储能材料等领域。
石墨烯的制备方法包括机械剥离法、化学气相沉积法和还原氧化石墨烯等。
六、石墨砖石墨砖是一种由石墨颗粒和粘结剂组成的块状材料。
石墨砖具有较高的耐火性和导热性能,常用于高温炉窑的内衬材料。
石墨砖可以通过压制、烘干和烧结等工艺制备,具有良好的耐磨性和抗侵蚀性。
以上是人造石墨的一些常见分类及其特点。
不同类型的人造石墨在不同领域具有广泛的应用,为人们的生产和生活提供了便利。
石墨的应用领域石墨是一种黑色的矿石,主要由碳元素组成。
由于其特殊的物理和化学性质,石墨在许多领域都有广泛的应用。
下面将详细介绍石墨在几个主要领域的应用。
1. 电池材料领域石墨在电池材料领域有着重要的应用。
由于石墨具有良好的导电性和导热性,以及较高的化学稳定性,它被广泛用作电池的电极材料。
石墨电极可以增加电池的容量和循环寿命,提高电池的性能。
此外,石墨还可以用于锂离子电池、铅酸电池、锌碳电池等各种类型的电池中。
2. 石墨烯领域石墨烯是由石墨层剥离而成的一种二维晶状材料,具有许多独特的性质。
石墨烯具有极高的导电性、热导性和机械强度,同时还具有良好的柔性和透明性。
因此,石墨烯被广泛应用于电子器件、光电器件、传感器、储能材料等领域。
例如,石墨烯可以用于制造高性能的晶体管、太阳能电池、柔性显示屏等。
3. 高温材料领域石墨具有较高的熔点和热稳定性,因此在高温材料领域有广泛的应用。
石墨可以用于制造高温工具、高温炉具、航空航天材料等。
此外,石墨还可以用于制造碳纤维等高性能材料,广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等领域。
4. 润滑材料领域石墨具有良好的润滑性能,被广泛用作润滑材料。
石墨润滑剂可以减少摩擦和磨损,延长机械设备的使用寿命。
石墨润滑剂可以用于各种机械设备、轴承、发动机等。
此外,石墨还可以用于制造润滑脂、润滑膏等。
5. 密封材料领域由于石墨具有良好的耐高温性和耐腐蚀性,被广泛用作密封材料。
石墨密封材料可以用于制造密封垫、密封件等,用于各种工业设备和管道的密封。
石墨密封材料具有良好的弹性和密封性能,可以有效防止泄漏和渗漏。
总结起来,石墨在电池材料、石墨烯、高温材料、润滑材料和密封材料等领域都有广泛的应用。
石墨的独特性能使其成为许多工业和科研领域不可或缺的材料之一。
随着科技的不断发展,相信石墨在更多领域的应用将会被不断发掘和拓展。
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]石墨科技名词定义中文名称:石墨英文名称:graphite定义:碳的一种同素异构体——六方晶系的晶体。
它是铸铁内常出现的以及石墨化钢内含有的一种组织组分。
所属学科:机械工程(一级学科);机械工程(2)_热处理(二级学科);机械工程(2)一般热处理名词(三级学科)石墨是元素碳的一种同素异形体,每个碳原子的周边连结著另外三个碳原子(排列方式呈蜂巢式的多个六边形)以共价键结合,构成共价分子。
由于每个碳原子均会放出一个电子,那些电子能够自由移动,因此石墨属于导电体。
石墨是其中一种最软的矿物。
它的用途包括制造铅笔芯和润滑剂。
碳是一种非金属元素,位于元素周期表的第二周期IVA族。
拉丁语为Carbonium,意为“煤,木炭”。
汉字“碳”字由木炭的“炭”字加石字旁构成,从“炭”字音。
英文名称:graphite分子式:C分子量:12.01CAS 登录号:7782-42-5EINECS 登录号:231-955-3碳是一种很常见的元素,它以多种形式广泛存在于大气和地壳之中。
碳单质很早就被人认识和利用,碳的一系列化合物——有机物更是生命的根本。
碳是生铁、熟铁和钢的成分之一。
碳能在化学上自我结合而形成大量化合物,在生物上和商业上是重要的分子。
生物体内大多数分子都含有碳元素。
碳化合物碳化合物一般从化石燃料中获得,然后再分离并进一步合成出各种生产生活所需的产品,如乙烯、塑料等。
存在形式碳的存在形式是多种多样的,有晶态单质碳如金刚石、石墨;有无定形碳如煤;有复杂的有机化合物如动植物等;碳酸盐如大理石等。
单质碳的物理和化学性质取决于它的晶体结构。
高硬度的金刚石和柔软滑腻的石墨晶体结构不同,各有各的外观、密度、熔点等。
性质常温下单质碳的化学性质比较稳定,不溶于水、稀酸、稀碱和有机溶剂;不同高温下与氧反应燃烧,生成二氧化碳或一氧化碳;在卤素中只有氟能与单质碳直接反应;在加热下,单质碳较易被酸氧化;在高温下,碳还能与许多金属反应,生成金属碳化物。
碳具有还原性,在高温下可以冶炼金属。
石墨是碳质元素结晶矿物,它的结晶格架为六边形层状结构。
每一网层间的距离为3.40Å,同一网层中碳原子的间距为1.42Å。
属六方晶系,具完整的层状解理。
解理面以分子键为主,对分子吸引力较弱,故其天然可浮性很好。
石墨与金刚石、碳60、碳纳米管等都是碳元素的单质,它们互为同素异形体。
产地分布成因和产状:石墨是在高温下形成。
分布最广是石墨的变质矿床,系由富含有机质或碳质的沉积岩经区域变质作用而成;中国:山东省莱西市为我国石墨重要产地之一,石墨探明储量687.11万吨,现保有储量639.93万吨。
世界:著名产地:纽约Ticonderoga,马达加斯加和Ceylon,我国以黑龙江鸡西市柳毛为最大的产地。
形态特性石墨质软,黑灰色;有油腻感,可污染纸张。
硬度为1~2,沿垂直方向随杂质的增加其硬度可增至3~5。
比重为1.9~2.3。
比表面积范围集中在1-20m2/g,在隔绝氧气条件下,其熔点在3000℃以上,是最耐温的矿物之一。
它能导电、导热。
自然界中纯净的石墨是没有的,其中往往含有SiO2、Al2O3、FeO、CaO、P2O5、CuO等杂质。
这些杂质常以石英、黄铁矿、碳酸盐等矿物形式出现。
此外,还有水、沥青、CO2、H2、CH4、N2等气体部分。
因此对石墨的分析,除测定固定碳含量外,还必须同时测定挥发分和灰分的含量。
石墨同素异形体石墨与金刚石、碳60、碳纳米管等都是碳元素的单质,它们互为同素异形体。
天然石墨分类石墨的工艺特性主要决定于它的结晶形态。
结晶形态不同的石墨矿物,具有不同的工业价值和用途。
工业上,根据结晶形态不同,将天然石墨分为三类。
致密结晶状石墨1.致密结晶状石墨致密结晶状石墨又叫块状石墨。
此类石墨结晶明显晶体肉眼可见。
颗粒直径大于0.1毫米,比表面积范围集中在0.1-1m2/g,晶体排列杂乱无章,呈致密块状构造。
这种:石墨的特点是品位很高,一般含碳量为60~65%,有时达80~98%,但其可塑性和滑腻性不如鳞片石墨好。
鳞片石墨2.鳞片石墨石墨晶体呈鳞片状;这是在高强度的压力下变质而成的,有大鳞片和细鳞片之分。
此类石墨矿石的特点是品位不高,一般在2~3%,或100~25%之间。
是自然界中可浮性最好的矿石之一,经过多磨多选可得高品位石墨精矿。
这类石墨的可浮性、润滑性、可塑性均比其他类型石墨优越;因此它的工业价值最大。
3.隐晶质石墨隐品质石墨又称非晶质石墨或土状石墨,这种石墨的晶体直径一般小于1微米,比表面积范围集中在1-5m2/g,是微晶石墨的集合体,只有在电子显微镜下才能见到晶形。
此类石墨的特点是表面呈土状,缺乏光泽,润滑性也差。
品位较高。
一般的60~80%。
少数高达90%以上。
矿石可选性较差。
特种石墨成型方式石墨在工业上运用极广,几乎每个行业都会用到。
工业上多用的是人造石墨,也就是特种石墨。
按其成型的方式可分为以下几种。
1、等静压石墨。
也就是很多人叫的三高石墨,但是并不是三高就是等静压。
2、模压石墨3、挤压石墨,多为电极材料。
其中按石墨的颗粒度分,也可分为:细节构石墨、中粗石墨(一般的颗粒度在0.8mm左右)、还有就是电极石墨(2-4mm)。
石墨特殊性质石墨由于其特殊结构,而具有如下特殊性质:1)耐高温型:石墨的熔点为3850±50℃,沸点为4250℃,即使经超高温电弧灼烧,重量的损失很小,热膨胀系数也很小。
石墨强度随温度提高而加强,在2000℃时,石墨强度提高一倍。
2)导电、导热性:石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍。
导热性超过钢、铁、铅等金属材料。
导热系数随温度升高而降低,甚至在极高的温度下,石墨成绝热体。
石墨能够导电是因为石墨中每个碳原子与其他碳原子只形成3个共价键,每个碳原子仍然保留1个自由电子来传输电荷。
3)润滑性:石墨的润滑性能取决于石墨鳞片的大小,鳞片越大,摩擦系数越小,润滑性能越好。
4)化学稳定性:石墨在常温下有良好的化学稳定性,能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。
5)可塑性:石墨的韧性好,可碾成很薄的薄片。
6)抗热震性:石墨在常温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏,温度突变时,石墨的体积变化不大,不会产生裂纹。
石墨名字来源:源于希腊文“graphein”,意为“用来写”。
由德国化学家和矿物学家A. G. Werner 于1789命名;化学组成:成分纯净者极少,往往含各种杂质;类别:自然元素-非金属元素-碳族晶体特征晶系和空间群:六方晶系,P63/mmm;晶胞参数:a0=0.246nm,c0=0.670nm;典型的层状结构,碳原子成层排列,每个碳与相邻的碳之间等距相连,每一层中的碳按六方环状排列,上下相邻层的碳六方环通过平行网面方向相互位移后再叠置形成层状结构,位移的方位和距离不同就导致不同的多型结构。
上下两层的碳原子之间距离比同一层内的碳之间的距离大得多(层内C-C间距=0.142nm,层间C-C间距=0.340nm)形态:单晶体常呈片状或板状,但完整的很少见。
集合体通常为鳞片状,块状和土状;颜色:铁黑色条痕:光亮黑色透明度:不透明光泽:呈半金属光泽硬度:1-2解理和断口:平行解理极完全;比重:2.21-2.26g/cm3比表面积:5-10m2/g其他性质:薄片具挠性,有滑感,易污手,具有良好的导电性;鉴定特征铁黑色,硬度低,一组极完全解理,有滑感和染手;如果将硫酸铜溶液润湿的锌粒放在石墨上,则可析出金属铜的斑点,在与石墨相似的辉钼矿上则无此反应。
石墨与金刚石提起钻石,人们就会联想到光彩夺目、闪烁耀眼的情景,它随着拥有者的活动而光芒四射。
但因它的昂贵价格,大多数人只能望而却步。
尽管如此,人们对钻石还是很向往的。
你知道钻石是什么吗?它的化学成分是碳(C),天然的钻石是由金刚石经过琢磨后才能称之谓“钻石”。
天然的钻石是非常稀少的,世界上重量大于1000克拉(1克=5克拉)的钻石只有2粒,400克拉以上的钻石只有多粒,我国迄今为止发现的最大的金刚石重158.786克拉,这就是“常林钻石”。
物以稀为贵,正因为可做“钻石“用的天然金刚石很罕见,人们就想“人造“金刚石来代替它,这就自然地想到了金刚石的“孪生“兄弟--石墨了。
金刚石和石墨的化学成分都是碳(C),称“同素异形体”。
从这种称呼可以知道它们具有相同的“质”,但“形”或“性”却不同,且有天壤之别,金刚石是目前最硬的物质,而石墨却是最软的物质之一。
石墨和金刚石的硬度差别如此之大,但人们还是希望能用人工合成方法来获取金刚石,因为自然界中石墨(碳)藏量是很丰富的。
但是要使石墨中的碳变成金刚石那样排列的碳,不是那么容易的。
石墨在5-6万大气压((5-6)×103MPa)及摄氏1000至2000度高温下,再用金属铁、钴、镍等做催化剂,可使石墨转变成金刚石粉末。
目前世界上已有十几个国家(包括我国)均合成出了金刚石。
但这种金刚石因为颗粒很细,主要用途是做磨料,用于切削和地质、石油的钻井用的钻头。
当前,世界金刚石的消费中,80%的人造金刚石主要是用于工业,它的产量也远远超过天然金刚石的产量。
最初合成的金刚石颗粒呈黑色,0.5mm大小,重约0.1克拉(用于宝石的金刚石一般最小不能小于0.1克拉)。
现在我国研制的大颗粒金刚石达3mm以上,美国、日本等已制成6.1克拉多的金刚石。
我们说金刚石已从石墨中“飞”出,宝石级的人造金刚石也会在不久的将来供应于市场。
石墨熔点比金刚石高金刚石的熔点是3550℃,石墨的熔点是3652℃~3697℃(升华)。
石墨熔点高于金刚石。
从片层内部来看,石墨是原子晶体;从片层之间来看,石墨是分子晶体(总体说来,石墨应该是混合型晶体);而金刚石是原子晶体。
石墨晶体的熔点反而高于金刚石,似乎不可思议,但石墨晶体片层内共价键的键长是1.42×10-10m,金刚石晶体内共价键的键长是1.55×10-10m。
同为共价键,键长越小,键越牢固,破坏它也就越难,也就需要提供更多的能量,故而熔点应该更高。
(主要就是石墨的分子晶体属性导致它的熔点高)石墨的用途石墨1、作耐火材料:石墨及其制品具有耐高温、高强度的性质,在冶金工业中主要用来制造石墨坩埚,在炼钢中常用石墨作钢锭之保护剂,冶金炉的内衬。
2、作导电材料:在电气工业上用作制造电极、电刷、碳棒、碳管、水银正流器的正极,石墨垫圈、电话零件,电视机显像管的涂层等。
3、作耐磨润滑材料:石墨在机械工业中常作为润滑剂。
润滑油往往不能在高速、高温、高压的条件下使用,而石墨耐磨材料可以在200~2000 ℃温度中在很高的滑动速度下,不用润滑油工作。