7782-42-5 / 石墨的特性以及用途

石墨是元素碳的一種同素異形體，每個碳原子的周邊連結著另外三個碳原子(排列方式呈蜂巢式的多個六邊形)以共價鍵結合，構成共價分子。由于每個碳原子均會放出一個電子，那些電子能夠自由移動，因此石墨屬于導電體。石墨是其中一種最軟的礦物，它的用途包括制造鉛筆芯和潤滑劑。碳是一種非金屬元素，拉丁語為Carbonium。

石墨的特性

石墨及其制品具有高強耐酸性、抗腐蝕和耐高溫3000℃以及耐低溫-204℃等優良特性，被廣泛的應用在冶金、化工、石油化工、高能物理、航天、電子等方面。石墨的具體特性大致有以下幾種：

1、超強的耐高溫特性

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、石墨制品具有很好的導熱性、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。

3、石墨制品具有化學穩定性和抗侵蝕能力。石墨在常溫下具有很好的化學穩定性，不受任何強酸，強堿及有機溶劑的侵蝕。

4、石墨制品環保健康，無放射性污染，耐高溫。碳要在2000-3300度高溫的環境下經過至少十幾個晝夜的石墨化過程才能成為石墨，因此，石墨中的有毒有害物質早已釋放殆盡，至少在2000度以內是非常穩定的。

5、石墨制品具有很好的吸附性。炭的空隙結構使炭具有很好的吸附性，故炭常被用作吸附材料，用于吸附水分、氣味、有毒物質等。

石墨的用途

1、作耐火材料包括耐火磚，坩禍，連續鑄造粉，鑄模芯，鑄模洗滌劑和耐高溫材料。

鎂碳磚鎂碳耐火材料是60年代中期，由美國研制成功;在世界范圍內鎂碳磚已大量用于煉鋼，并已成為石墨的一種傳統用途。鋁碳磚鋁碳耐火材料主要用于連續鑄造，扁鋼坯自位輸管道的保護罩，水下噴管以及油井爆破筒等。

用石墨制造的成型和耐火的坩鍋及其有關制品，例如坩鍋，曲頸瓶，塞頭和噴嘴等，具有高耐火性，低的熱膨脹性，熔煉金屬過程中，受到金屬浸潤和沖刷時亦穩定，高溫下良好的熱震穩定性和優良的熱傳導性，所以石墨增禍及其有關制品被廣泛用于直接熔融金屬的工藝中。

2、煉鋼

石墨和其他雜質材料用于煉鋼工業時可作為增碳劑。滲碳使用的碳質材料的范圍，很廣，包括人造石墨，石油焦，冶金焦炭和天然石墨。在世界范圍內煉鋼增碳劑用石墨仍是土狀石墨的主要用途之一。

3、作導電材料

石墨在電氣工業中廣泛用來作電極，電刷，碳棒，碳管，水銀整流器的正極，石墨墊圈，電話零件，電視機顯像管的涂層等等。其中以石墨電極應用最廣，在冶煉各種合金鋼，鐵合金時，大量使用石墨電極。電氣工業中所使用的石墨，對粒度和品位要求很高。

4、作耐磨和潤滑材料

石墨在機械工業中常作潤滑劑。潤滑油往往不能在高速，高溫，高壓的條件下使用，而石墨耐磨材料可以在一200℃一2000℃溫度并在很高的滑動速度下(loom / s )不用潤滑油工作。許多輸送腐蝕介質的設備，廣泛采用石墨材料制成活塞環，密封圈和軸承，它們運轉時，勿需加入潤滑油，石墨乳也是許多金屬加工(拔絲，拉管)時的良好的潤滑劑。

5、作耐腐蝕材料

石墨具有良好的化學穩定性。經過特殊加工的石墨，具有耐腐蝕，導熱性好，滲透率低等特點，而廣泛用于制作熱交換器，反應槽，凝縮器，燃燒塔，吸收塔，冷卻器，加熱器，過濾器，泵等設備。這些設備用于石油化工，濕法冶金，酸堿生產，合成纖維，造紙等工業部門，可節省大量的金屬材料。

6、用于原子能工業和國防工業

石墨具有良好的中子減速性能，最早作為減速劑用于原子反應堆中，"鈾一石墨"反應堆是目前應用較多的一種原子反應堆。作為動力用的原子能反應堆中的減速材料應當具有高熔點，穩定，耐腐蝕的性能，石墨完全可以滿足上述要求。

7、作防垢防銹材料。

石墨能防止鍋爐結垢。有試驗表明，在水中加入一定量的石墨粉，能防止鍋爐表面結垢。此外石墨涂在金屬煙囪、屋頂、橋梁、管道上可以防腐和防銹。

8、石墨新用途

1)柔性石墨制品。柔性石墨又稱膨脹石墨，是70年代開發的一種新的石墨制品。1971年美國研究成功柔性石墨密封材料，解決了原子能閥門泄漏問題，隨后德，日，法也開始研制生產。這種產品除具有天然石墨所具有的特性外，還具有特殊的柔性和彈性。因此，是一種理想的密封材料，廣泛用于石油化工，原子能等工業領域，國際市場需求量逐年增長。

2)制作半金屬摩擦材料。自70年代以來，離合器和自動襯廣泛使用半金屬摩擦材料。半金屬摩擦材料是將石墨和金屬粉，鋼纖維，陶土粉用合成樹脂粘結而成。這些自動襯主要可用于高速設備，如飛機，卡車以及越野車的制動裝置和離合器片。