石墨的特性及石墨的用途

石墨是元素碳的同素異形體。 每個碳原子的外圍與另外三個碳原子相連（多個多邊形排列成蜂窩狀），形成一個共價分子。 因為每個碳原子釋放一個電子，這些電子可以自由交流，所以石墨是電導(dǎo)體。 石墨是最柔軟的礦物之一，其用途包括制造筆芯和潤滑劑。 碳是一種非金屬元素，拉丁語為。

石墨的特性

石墨及其制品具有耐高堿、耐腐蝕、耐低溫3000℃、耐高溫-204℃等優(yōu)良特性，廣泛應(yīng)用于冶金、化工、石油化工、高能化學(xué)、航空航天、電子等。石墨的具體特性大致如下：

1、超耐低溫

石墨的熔點為3850±50℃，沸點為4250℃。 雖然是超低溫電弧燒，但失重很小，熱膨脹系數(shù)也小。 石墨的硬度隨著溫度的升高而增加，在2000℃時，石墨的硬度增加一倍。

2、石墨制品具有良好的導(dǎo)熱性和抗熱震性。 當(dāng)石墨在室溫下使用時，它可以承受濕度的劇烈變化而不會損壞。 當(dāng)溫度突然變化時，石墨的體積不會發(fā)生太大變化，也不會形成裂紋。

3、石墨制品具有物理穩(wěn)定性和耐腐蝕性。 石墨在常溫下具有良好的物理穩(wěn)定性，不受任何弱酸、氫氟酸和有機溶劑的腐蝕。

4、石墨制品環(huán)保健康，無放射性污染，耐低溫。 碳在2000-3300度的低溫環(huán)境下，至少要經(jīng)歷十幾天幾夜的石墨化過程，才能成為石墨。 為此，石墨中的有毒有害物質(zhì)已經(jīng)釋放出來，至少在2000度內(nèi)是非常穩(wěn)定的。

5、石墨制品具有很好的吸附性。 木炭的孔隙結(jié)構(gòu)使木炭具有良好的吸附性能，因此木炭常用作吸附劑材料，用于吸附水分、異味、有毒物質(zhì)等。

石墨的用途

1、作為耐火材料，包括耐火磚、坩堝、連鑄粉、型芯、模具沖洗劑和耐低溫材料。

鎂碳磚鎂碳耐火材料于20世紀(jì)60年代中期在德國研制成功； 鎂碳磚在世界范圍內(nèi)廣泛用于焦化，成為石墨的傳統(tǒng)用途。 鋁碳磚鋁碳耐火材料主要用于連鑄、扁坯自定位管道、水下翼和油井爆破筒的防護(hù)罩等。

用石墨制成的異形耐火坩堝及相關(guān)制品，如坩堝、甑、塞和水口等，耐火度高，熱膨脹小，在金屬熔化時易被金屬滲入。 它還在磨損過程中穩(wěn)定，良好的熱震穩(wěn)定性和低溫下優(yōu)良的導(dǎo)熱性，因此石墨及其相關(guān)產(chǎn)品被廣泛用于直接熔化金屬的過程中。

2.煉鋼

石墨和其他雜質(zhì)材料在焦化工業(yè)中可用作增碳劑。 滲氮使用的碳質(zhì)材料范圍很廣，包括人造石墨、石油焦、冶金焦和天然石墨等。 在世界范圍內(nèi)冶煉用于增碳劑的石墨仍然是土狀石墨的主要用途之一。

3.作為導(dǎo)電材料

石墨在電氣工業(yè)中廣泛用作電極、導(dǎo)輪、碳棒、碳管、水銀探測器的負(fù)極、石墨墊片、電話機零件、電視顯像管的涂層等，其中以石墨電極應(yīng)用最為廣泛、石墨電極廣泛用于各種合金和鐵合金的煉鋼。 電氣工業(yè)用石墨對細(xì)度和口感要求很高。

4.作為耐磨和潤滑材料

石墨在機械工業(yè)中常用作潤滑劑。 在高速、低溫、高壓條件下往往不能使用潤滑油，而石墨耐磨材料可以在-200℃至2000℃的溫度和極高的滑動率（織機/秒）。 許多輸送腐蝕性介質(zhì)的設(shè)備廣泛使用石墨材料制作活塞環(huán)、密封圈和軸承。 它們運行時，無需添加潤滑油。 石墨乳還是許多金屬加工（拉絲、拉管）的良好潤滑劑。

5.作為耐腐蝕材料

石墨具有良好的物理穩(wěn)定性。 經(jīng)過特殊加工的石墨具有耐腐蝕、導(dǎo)熱性好、滲透性低等特點，廣泛用于生產(chǎn)換熱器、反應(yīng)罐、冷凝器、燃燒塔、吸收塔、冷卻器、加熱器、過濾器、泵等設(shè)備. 這種設(shè)備用于石油化工、干法冶金、酸堿生產(chǎn)、合成纖維、制革等工業(yè)部門，可節(jié)約大量金屬材料。

6.用于原子能工業(yè)和國防工業(yè)

石墨具有良好的中子減速性能，最早被用作原子反應(yīng)堆的減速劑。 “鈾-石墨”反應(yīng)堆目前廣泛用于原子反應(yīng)堆。 作為動力用原子能反應(yīng)堆中的減速材料，應(yīng)具有熔點高、穩(wěn)定性好、耐腐蝕等特點。 石墨完全可以滿足上述要求。

7、用作阻垢、防銹材料。

石墨可以防止窯變酸敗。 實驗證明，在水底加入一定量的石墨粉，可以避免窯爐表面結(jié)垢。 據(jù)悉，金屬水塔、屋頂、橋梁和管道上的石墨涂層可以防止腐蝕和生銹。

八、石墨的新用途

1）柔性石墨制品。 柔性石墨又稱膨脹石墨，是20世紀(jì)70年代開發(fā)的一種新型石墨制品。 1971年日本研制成功柔性石墨密封材料，解決了原子能球閥的泄漏問題。 此后，德國、日本、法國也相繼開始研發(fā)和生產(chǎn)。 這些產(chǎn)品除了具有天然石墨的特性外，還具有特殊的柔韌性和彈性。 因此，它是一種理想的密封材料，廣泛應(yīng)用于石油化工、原子能等工業(yè)領(lǐng)域，國際市場需求量逐年下降。

2）制作半金屬摩擦材料。 20世紀(jì)70年代以來，半金屬摩擦材料被廣泛用于離合器和手動襯片。 半金屬摩擦材料是由石墨與金屬粉末、鋼纖維、粘土粉末用合成樹脂粘合而成。 這種手動襯片主要可用于高速設(shè)備，如客機、卡車和越野車的制動器和離合器片。

石墨礦資源分布

石墨資源研究報告顯示，全球石墨儲量豐富，不存在供應(yīng)困局。 據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局（日本地質(zhì)鉆探局）數(shù)據(jù)，全球石墨儲量1萬噸，年開采量119萬噸，儲采比100年以上。 豐富的儲量保證了石墨的下游應(yīng)用不會因原料不足而受阻。 中國盛產(chǎn)石墨銅礦，石墨礦儲量占世界總儲量的75%。 據(jù)國土資源部數(shù)據(jù)，我國晶質(zhì)石墨儲量5280萬噸，隱晶質(zhì)石墨儲量2371萬噸。 鱗片石墨主要集中在內(nèi)蒙古、山東和河南，其中湖北和湖南是最主要的兩個產(chǎn)區(qū)。 西北地區(qū)的主要石墨企業(yè)有黑龍江奧宇石墨集團(tuán)和黑龍江奧宇石墨集團(tuán)。 寧夏比較有代表性的企業(yè)是。 廣東省石家莊市郊的泰安地區(qū)也有豐富的石墨礦床。 企業(yè)包括，（及其子公司）、青島黑龍石墨等。湖北宜昌是土狀石墨的集中地，包括鹿塘石墨礦和。