石墨级石墨制品的性质及用(yòng)途

    石墨是典型的层状结构物(wù)质，碳原子成层排列，每个碳原子与相邻碳原子之间等距相连，每一层中的碳原子按六方形环状排列，上下相邻层的碳六方环通过平行网面方向相互位移后再叠置形成层状结构，位移的方向和距离不同就导致不同的结构。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（层内C-C间=0.142nm，层间C-C间距=0.340nm）。石墨由于其结构而具有(yǒu)以下性质：

1、耐高温型：石墨的熔点為(wèi)3850±50℃，沸点為(wèi)4250℃，即使经超高温電(diàn)弧灼烧，重量的损失也很(hěn)小(xiǎo)。其热膨胀系数很(hěn)小(xiǎo)，石墨强度随温度升高而加强，在2000℃时，石墨强度比提高一倍。

2、导電(diàn)、导热性：石墨的导電(diàn)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，甚至在极高的温度下，石墨成绝热體(tǐ)。石墨能(néng)够导電(diàn)是因為(wèi)石墨中每个碳原子与其他(tā)碳原子之间只形成3个共价键,每个碳原子仍然保留1个自由電(diàn)子来传输電(diàn)荷。

3、润滑性：石墨的润滑性能(néng)取决于石墨鳞片的大小(xiǎo)，鳞片越大，摩擦系数越小(xiǎo)，润滑性能(néng)也就越好。

4、化學(xué)稳定性：石墨在常温下有(yǒu)良好的化學(xué)稳定性，能(néng)耐酸、碱有(yǒu)机溶剂的腐蚀。

5、可(kě)塑性：石墨的韧性好，可(kě)碾成很(hěn)薄的薄片。

6、抗热震性：石墨在常温下使用(yòng)时能(néng)经受住温度的剧烈变化而不致破坏，温度突变时，石墨的體(tǐ)积变化不大，不会产生裂纹。

    石墨因其独特的性能(néng)而广泛运用(yòng)于冶金、机械、石油、化工、電(diàn)子、建材、地质、轻工等领域，主要有(yǒu)以下用(yòng)途：

1、作耐火材料：石墨及其制品具有(yǒu)耐高温、高强度的性质，在冶金工业中主要用(yòng)来制造石墨坩埚，在炼钢中常用(yòng)石墨作钢锭保护剂、冶金炉的内衬。

2、作导電(diàn)材料：在電(diàn)气工业上用(yòng)来制造電(diàn)刷、碳棒、碳管、水银整流器的正极、石墨垫圈、電(diàn)话零件，電(diàn)视机显像管的涂层等。

3、作耐磨润滑材料：石墨在机械工业中常作為(wèi)润滑剂。润滑油往往不能(néng)在高速、高温、高压的条件下使用(yòng)，而石墨耐磨材料可(kě)以在200-2000 ℃温度和很(hěn)高的滑动速度下不使用(yòng)润滑油工作。许多(duō)输送腐蚀介质的设备广泛采用(yòng)石墨材料制成的活塞环、密封圈和轴承，它们运转时不需要加入润滑油。石墨乳也是许多(duō)金属加工(拔丝、拉管)时的良好润滑剂。

4、石墨具有(yǒu)良好的化學(xué)稳定性：经过特殊加工的石墨，具有(yǒu)耐腐蚀、导热性好、渗透率低等特点，大量用(yòng)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、泵设备等，广泛应用(yòng)于石油化工、湿法冶金、酸碱生产、合成纤维、造纸等工业领域，能(néng)够节省大量的金属材料。

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(xiǎo)，且能(néng)耐急冷急热的变化，可(kě)作為(wèi)玻璃器的铸模，使用(yòng)石墨后所得铸件尺寸精确，表面光洁，成品率高，不经加工或稍作加工就可(kě)使用(yòng)，因而节省了大量金属。生产硬质合金等粉末冶金工艺，通常用(yòng)石墨材料制成压模和烧结用(yòng)的瓷舟。单晶硅的晶體(tǐ)生長(cháng)坩埚，區(qū)域精炼容器，支架夹具，感应加热器等都是用(yòng)高纯石墨加工而成的。此外石墨还可(kě)作真空冶炼的石墨隔热板、底座、高温電(diàn)阻炉炉管和棒、板、格棚等元件。

6、用(yòng)于原子能(néng)工业和國(guó)防工业：石墨是良好的中子减速剂，可(kě)用(yòng)于原子反应堆中，铀—石墨反应堆是目前应用(yòng)较多(duō)的一种原子反应堆。作為(wèi)动力用(yòng)的原子能(néng)反应堆中的减速材料应当具有(yǒu)高熔点、稳定性、耐腐蚀性，石墨完全可(kě)以满足上述要求。原子反应堆用(yòng)的石墨，纯度要求很(hěn)高，杂质含量不应超过几十个PPM，特别是其中硼含量应少于0.5PPM。在國(guó)防工业中还用(yòng)石墨制造固體(tǐ)燃料火箭的喷嘴、导弹的鼻锥、宇宙航行设备的零件、隔热材料和防射線(xiàn)材料。

随着科(kē)學(xué)技术的不断发展，人类也开发了许多(duō)石墨的新(xīn)用(yòng)途。如柔性石墨密封材料，解决了原子能(néng)阀门泄漏问题，石墨还是轻工业中玻璃和造纸的磨光剂和防锈剂，是制造铅筆(bǐ)、墨汁、黑漆、油墨和人造金刚石、钻石不可(kě)缺少的原料。它是一种很(hěn)好的节能(néng)环保材料，美國(guó)已用(yòng)它做為(wèi)汽車(chē)電(diàn)池。随着现代科(kē)學(xué)技术和工业的不断发展，石墨的应用(yòng)领域还在不断拓宽，已成為(wèi)高科(kē)技领域中新(xīn)型复合材料的重要原料，在國(guó)民(mín)经济发展中具有(yǒu)重要的作用(yòng)。

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