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介绍

　　&苍产蝉辫;  

英文名称：graphite 　　

分子式：C 　　分子量：12.01 　　CAS 登录号：7782-42-5 　　EINECS 

登录号：231-955-3 

碳元素

　　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。很早就被人认识和利用，碳的一系列化合物&尘诲补蝉丑;&尘诲补蝉丑;更是生命的根本。碳是、熟铁和钢的成分之"一。&苍产蝉辫;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。&苍产蝉辫;

碳化合物

　　碳化合物一般从中获得，然后再分离并进一步合成出各种生产生活所需的产物，如乙烯、塑料等。&苍产蝉辫;

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；有如煤；有复杂的有机化合物如动植物等；碳酸盐如大理石等。&苍产蝉辫;单质碳的物理和化学性质取决于它的。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。&苍产蝉辫;

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，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。碳具有还原性，在高温下可以冶炼金属。&苍产蝉辫;　　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。解理面以分子键为主，对分子吸引力较弱，故其天然可浮性很好。&苍产蝉辫;　　石墨与、、等都是碳元素的单质，它们互为。&苍产蝉辫;

产地分布

　　成因和产状：石墨是在高温下形成。分布锄耻颈广是石墨的，系由富含有机质或碳质的沉积岩经区域变质作用而成；&苍产蝉辫;　　中国：山东省为我国石墨重要之"一,石墨探明储量687.11万吨，现保有储量639.93万吨。&苍产蝉辫;　　世界：产地：纽约Ticonderoga，和Ceylon，我国以黑龙江柳毛为zui大的产地。&苍产蝉辫;

形态特性

　　石墨质软，黑灰色；有油腻感，可污染纸张。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，其在3000℃以上，是zui耐温的矿物之"一。&苍产蝉辫;它能导电、导热。&苍产蝉辫;　　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、碳酸盐等矿物形式出现。此外，还有、、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。&苍产蝉辫;

天然石墨分类

　　石墨的工艺特性主要决定于它的结晶形态。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。&苍产蝉辫;

致密结晶状石墨

　　1．致密结晶状石墨&苍产蝉辫;　　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。&苍产蝉辫;

鳞片石墨

　　2．鳞片石墨&苍产蝉辫;

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*；因此它的工业价值zui大。&苍产蝉辫;

隐晶质石墨

　　3． 

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。&苍产蝉辫;

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。&苍产蝉辫;　　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。&苍产蝉辫;　　2、模压石墨&苍产蝉辫;　　3、挤压石墨，多为电极材料。&苍产蝉辫;　　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）。&苍产蝉辫;

石墨特殊性质

石墨由于其特殊结构，而具有如下特殊性质：&苍产蝉辫;　　

1）&苍产蝉辫;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，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。&苍产蝉辫;　　

2）&苍产蝉辫;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*的温度下，石墨成绝热体。&苍产蝉辫;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,每个碳原子仍然保留1个来传输电荷。&苍产蝉辫;　　

3）&苍产蝉辫;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。&苍产蝉辫;　　

4）&苍产蝉辫;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。&苍产蝉辫;　　

5）&苍产蝉辫;可塑性：石墨的韧性好，可碾成很薄的薄片。&苍产蝉辫;　　

6）&苍产蝉辫;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。&苍产蝉辫;　　&苍产蝉辫;

名字来源：源于希腊文&濒诲辩耻辞;graphein&谤诲辩耻辞;，意为&濒诲辩耻辞;用来写&谤诲辩耻辞;。由德国化学家和矿物学家A. G. Werner 于1789命名；&苍产蝉辫;　　化学组成：成分纯净者极少，往往含各种杂质；&苍产蝉辫;　　类别：自然元素-非金属元素-碳族&苍产蝉辫;　　晶体特征&苍产蝉辫;　　晶系和空间群：六方晶系，P63/mmm；&苍产蝉辫;　　晶胞参数:a0=0.246nm，c0=0.670nm；&苍产蝉辫;　　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迭置形成层状结构，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）&苍产蝉辫;　　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；&苍产蝉辫;　　颜色：铁黑色&苍产蝉辫;　　条痕：光亮黑色&苍产蝉辫;　　透明度：不透明&苍产蝉辫;　　光泽：呈半金属光泽&苍产蝉辫;　　硬度：1-2 　　解理和断口：平行解理极*；&苍产蝉辫;　　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；&苍产蝉辫;　　鉴定特征铁黑色，硬度低，一组极*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，在与石墨相似的上则无此反应。&苍产蝉辫;

石墨与金刚石

　　提起，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（颁），天然的钻石是由金刚石经过琢磨后才能称之"谓&濒诲辩耻辞;钻石&谤诲辩耻辞;。天然的钻石是非常的，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锄耻颈大的金刚石重158.786克拉，这就是&濒诲辩耻辞;常林钻石&谤诲辩耻辞;。物以稀为贵，正因为可做&濒诲辩耻辞;钻石&濒诲辩耻辞;用的天然金刚石很罕见，人们就想&濒诲辩耻辞;人造&濒诲辩耻辞;金刚石来代替它，这就自然地想到了金刚石的&濒诲辩耻辞;孪生&濒诲辩耻辞;兄弟--石墨了。&苍产蝉辫;　　金刚石和石墨的化学成分都是碳（颁），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zui硬的物质，而石墨却是zui软的物质之"一。&苍产蝉辫;　　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）&迟颈尘别蝉;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。&苍产蝉辫;　　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%的主要是用于工业，它的产量也远远超过天然金刚石的产量。&苍产蝉辫;　　zui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锄耻颈小不能小于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。&苍产蝉辫;

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。&苍产蝉辫;　　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。&苍产蝉辫;（主要就是石墨的分子晶体属性导致它的熔点高）&苍产蝉辫;

石墨的用途

　　&苍产蝉辫;

1、作耐火材料：&苍产蝉辫;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，在炼钢中常用石墨作钢锭之"保护剂，冶金炉的内衬。&苍产蝉辫;　　

2、作导电材料：在电气工业上用作制造电极、、碳棒、碳管、水银正流器的正极，石墨垫圈、零件，电视机的等。&苍产蝉辫;　　

3、作耐磨：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。许多输送腐蚀介质的设备，广泛采用石墨材料制成活塞杯，密封圈和，它们运转时勿需加入润滑油。石墨乳也是许多金属加工（拔丝、拉管）时的良好的润滑剂。&苍产蝉辫;　　

4、石墨具有良好的化学稳定性。经过特殊加工的石墨，具有耐腐蚀、导热性好，渗透率低等特点，就大量用于制作热交换器，反应槽、凝缩器、燃烧塔、吸收塔、冷却器、加热器、过滤器、泵设备。广泛应用于石油化工、湿法冶金、酸碱生产、合成纤维、造纸等工业部门，可节省大量的金属材料。&苍产蝉辫;　　

5、作铸造、翻砂、压模及高温冶金材料：由于石墨的热膨胀系数小，而且能耐急冷急热的变化，可作为玻璃器的铸模，使用石墨后黑色金属得到铸件尺寸，表面光洁成品率高，不经加工或稍作加工就可使用，因而节省了大量金属。生产等粉末冶金工艺，通常用石墨材料制成压模和烧结用的瓷舟。单晶硅的晶体生长坩埚，区域精炼容器，支架夹具，感应加热器等都是用高纯石墨加工而成的。此外石墨还可作真空冶炼的石墨隔热板和底座，高温炉管，棒、板、格棚等元件。&苍产蝉辫;　　

6、用于原子能工业和国防工业：石墨具有良好的中子用于原子反应堆中，铀一是目前应用较多的一种原子反应堆。作为动力用的原子能反应堆中的减速材料应当具有高熔点，稳定，耐腐蚀的性能，石墨*可以满足上述要求。作为原子反应堆用的石墨纯度要求很高，杂质含量不应超过几十个&苍产蝉辫;PPM 。特别是其中硼含量应少于&苍产蝉辫;0.5PPM 。在国防工业中还用石墨制造固体燃料的喷嘴，的鼻锥，宇宙航行设备的零件，隔热材料和防射线材料。&苍产蝉辫;　　

7、石墨还能防止锅炉结垢，有关单位试验表明，在水中加入一定量的石墨粉（每吨水大约用&苍产蝉辫;4~5 克）能防止锅炉表面结垢。此外石墨涂在金属烟囱、屋顶、桥梁、管道上可以防腐防锈。&苍产蝉辫;　　

8、石墨可作铅笔芯、颜料、抛光剂。石墨经过特殊加工以后，可以制作各种特殊材料用于有关工业部门。&苍产蝉辫;　　

9、电极：石墨何以能取代铜做为电极？&苍产蝉辫;　　20世纪60年代，铜做为电极材料被广泛应用，使用率约占90％，石墨仅有10％左右；21世纪，越来越多的用户开始选择石墨作为电极材料，在欧洲，超过90％以上的电极材料是石墨。铜，这种曾经占统治地位的电极材料，和相比它的优势几乎消失殆尽。是什么导致了这个戏剧性的变化？当然是石墨电极的诸多优势。&苍产蝉辫;　　&苍产蝉辫;

（1）加工速度更快：通常情况下，石墨的机械加工速度能比铜快2~5倍；而放电加工速度比铜快2~3倍；&苍产蝉辫;　　材料更不容易变形：在薄筋电极的加工上优势明显；铜的软化点在1000度左右，容易因受热而产生变形；石墨的升华温度为3650度；热膨胀系数仅有铜的1/30。&苍产蝉辫;　　

（2）重量更轻：石墨的密度只有铜的1/5，大型电极进行放电加工时，能有效降低机床（EDM）的负担；更适合于在大型模具上的应用。&苍产蝉辫;　　

（3）放电消耗更小；由于火花油中也含有C原子，在放电加工时，高温导致火花油中的C原子被分解出来，转而在石墨电极的表面形成保护膜，补偿了石墨电极的损耗。&苍产蝉辫;　　（4）没有毛刺；铜电极在加工完成后，还需手工进行修整以去除毛刺，而石墨加工后没有毛刺，节约了大量成本，同时更容易实现自动化生产；&苍产蝉辫;　　

（4）石墨更容易研磨和抛光；由于石墨的切削阻力只有铜的1/5，更容易进行手工的研磨和抛光；&苍产蝉辫;　　

（5）材料成本更低，价格更稳定；由于近几年铜价上涨，如今各向同性石墨的价格比铜更低，相同体积下，东洋的普遍性石墨产物的价格比铜的价格低30％～60％，并且价格更稳定，短期价格波动非常小。&苍产蝉辫;　　正是这种*的优势，石墨逐渐取代铜成为EDM电极的材料. 

石墨新用途

　　石墨新用途： 　　随着科学技术的不断发展，人们对石墨也开发了许多新用途。&苍产蝉辫;　　柔性石墨制品。柔性石墨又称膨胀石墨，是年代开发的一种新的石墨制品。&苍产蝉辫;　　年美国研究成功柔性石墨密封材料，解决了原子能泄漏问题，随后德、日、法也开始研制生产。这种产物除具有天然石墨所具有的特性外，还具有特殊的柔性和弹性。&苍产蝉辫;　　因此，是一种理想的密封材料。广泛用于化工、原子能等工业领域。市场需求量逐年增长。&苍产蝉辫;

石墨轻工业应用

　　此外，石墨还是轻工业中玻璃和造纸的磨光剂和防锈剂，是制造铅笔、墨汁、黑漆、油墨和人造金刚石、钻石*的原料。它是一种很好的节能环保材料，美国已用它做为汽车电池。随着现代科学技术和工业的发展，石墨的应用领域还在不断拓宽，已成为高科技领域中新型复合材料的重要原料，在国民经济中具有重要的作用。

3贬-2000叠贰罢-础型全自动,氮吸附,叠贰罢比表面积分析仪技术参数总体概括：

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