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你必須要了解的石墨知識
文章來源:華瑞炭素 瀏覽次數:5459次 【 【關閉】
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時間:2018-08-01 【
  石墨是碳質元素結晶礦物,它的結晶格架為六邊形層狀結構。每一網層間的距離為3.40人,同一網層中碳原子的間距為1.42A。屬六方晶系,具完整的層狀解理。解理面以分子鍵為主,對分子吸引力較弱,故其天然可浮性很好。
  石墨與金剛石、碳60、碳納米管等都是碳元素的單質,它們互為同素異形體.   
  山東省萊西市為我國石墨重要產地之一,石墨探明儲量687.11萬噸,現保有儲量639.93萬噸.   
  石墨質軟,黑灰色;有油膩感,可污染紙張。硬度為1~2,沿垂直方向隨雜質的增加其硬度可增至3~5。比重為1.9~2.3。在隔絕氧氣條件下,其熔點在3000℃以上,是最耐溫的礦物之一。   
  自然界中純凈的石墨是沒有的,其中往往含有Si02、A1203、Fe0、CaO、P2O5、Cu0等雜質。這些雜質常以石英、黃鐵礦、碳酸鹽等礦物形式出現。此外,還有水、瀝青、CO2、H2、CH4、N2等氣體部分。因此對石墨的分析,除測定固定碳含量外,還必須同時測定揮發分和灰分的含量。   
  石墨的工藝特性主要決定于它的結晶形態。結晶形態不同的石墨礦物,具有不同的工業價值和用途。工業上,根據結晶形態不同,將天然石墨分為三類。
分類   
1.致密結晶狀石墨   
致密結晶狀石墨又叫塊狀石墨。此類石墨結晶明顯晶體肉眼可見。顆粒直徑大于0.1毫米。晶體排列雜亂無章,呈致密塊狀構造。這種:石墨的特點是品位很高,一般含碳量為60~65%,有時達80~98%,但其可塑性和滑膩性不如鱗片石墨好。   
2.鱗片石墨   
石墨晶體呈鱗片狀;這是在高強度的壓力下變質而成的,有大鱗片和細鱗片之分。此類石墨礦石的特點是品位不高,一般在2~3%,或100~25%之間。是自然界中可浮性最好的礦石之一,經過多磨多選可得高品位石墨精礦。這類石墨的可浮性、潤滑性、可塑性均比其他類型石墨優越;因此它的工業價值最大。   
3.隱晶質石墨
隱品質石墨又稱非晶質石墨或土狀石墨,這種石墨的晶體直徑一般小于1微米,是微晶石墨的集合體,只有在電子顯微鏡下才能見到晶形。此類石墨的特點是表面呈土狀,缺乏光澤,潤滑性也差。品位較高。一般的60~80%。少數高達90%以上。礦石可選性較差。
特殊性質   
1) 耐高溫型:石墨的熔點為3850±50℃,沸點為4250℃,即使經超高溫電弧灼燒,重量的損失很小,熱膨脹系數也很小。石墨強度隨溫度提高而加強,在2000℃時,石墨強度提高一倍。   
2) 導電、導熱性:石墨的導電性比一般非金屬礦高一百倍。導熱性超過鋼、鐵、鉛等金屬材料。導熱系數隨溫度升高而降低,甚至在極高的溫度下,石墨成絕熱體。 石墨能夠導電是因為石墨中每個碳原子與其他碳原子只形成3個共價鍵,每個碳原子仍然保留1個自由電子來傳輸電荷.   
3)潤滑性:石墨的潤滑性能取決于石墨鱗片的大小,鱗片越大,摩擦系數越小,潤滑性能越好。   
4) 化學穩定性:石墨在常溫下有良好的化學穩定性,能耐酸、耐堿和耐有機溶劑的腐蝕。   
5) 可塑性:石墨的韌性好,可年成很薄的薄片。   
6) 抗熱震性:石墨在常溫下使用時能經受住溫度的劇烈變化而不致破壞,溫度突變時,石墨的體積變化不大,不會產生裂紋。   
名字來源:源于希臘文"graphein",意為"用來寫"。由德國化學家和礦物學家A. G. Werner 于1789命名;   
化學組成:成分純凈者極少,往往含各種雜質;   
類別:自然元素-非金屬元素-碳族   
晶系和空間群:六方晶系,P63/mmm;   
晶胞參數:a0=0.246nm,c0=0.670nm;   
形態:單晶體常呈片狀或板狀,但完整的很少見。集合體通常為鱗片狀,塊狀和土狀;   
顏色:鐵黑色;   
條痕:光亮黑色   
透明度:不透明   
光澤:呈半金屬光澤   
硬度:1-2   
解理和斷口:平行解理極完全;
比重:2.21-2.26g/cm3   
其他性質:薄片具撓性,有滑感,易污手,具有良好的導電性;   
鑒定特征鐵黑色,硬度低,一組極完全解理,有滑感和染手;   
成因和產狀:石墨是在高溫下形成。分布最廣是石墨的變質礦床,系由富含有機質或碳質的沉積巖經區域變質作用而成;
  主要用途:石墨在工業上用途很廣,用于制作冶煉上的高溫坩堝、機械工業的潤滑劑、制作電極和鉛筆芯;廣泛用于冶金工業的高級耐火材料與涂料、軍事工業火工材料安定劑、輕工業的鉛筆芯、電氣工業的碳刷、電池工業的電極、化肥工業催化劑等。鱗片石墨經過深加工,又可生產出石墨乳、石墨密封材料與復合材料、石墨制品、石墨減磨添加劑等高新技術產品,成為各個工業部門的重要非金屬礦物原料
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