石墨
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石墨,化學名為C,是碳質元素結晶礦物,結晶格架為六邊形層狀結構,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。
石墨和金剛石同質異象,顏色和條痕均為黑色,半金屬光澤,摩斯硬度1~2,有滑膩感。主要由有機成分的碳物質變質而成。能導電,耐腐蝕。
石墨的特殊結構如下:
(1) 耐高溫型: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,熱膨脹係數也很小。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:比一般非金屬礦高100倍,導熱性超過鋼、鐵、鉛等金屬材料,導熱係數隨溫度升高而降低,甚至在極高的溫度下,石墨成絕熱體。
(3) 潤滑性:石墨的潤滑性能取決於石墨鱗片的大小,鱗片越大,摩擦係數越小,潤滑性能越好。
(4) 化學穩定性:在常溫下有良好的化學穩定性,能耐酸、耐鹼和耐有機溶劑的腐蝕。
(5) 可塑性:韌性佳,可形成很薄的薄片。
(6) 抗熱震性: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。
自然界中純淨的石墨是沒有的,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於結晶形態。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,分別為塊狀石墨、鱗片石墨、非晶質石墨(土狀石墨)。
石墨的用途廣泛,可用以製造鉛筆芯、潤滑劑、電極、原子反應堆中的減速劑,以及合成金剛石等。另還用於製作冶煉上的高溫坩堝、耐火材料與塗料、軍事工業火工材料安定劑、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、石墨密封材料與複合材料、石墨製品、石墨減磨添加劑等高新技術產品,成為重要非金屬礦物原料。
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