石墨的特性以及用途

石墨是元素碳的一种同素异形体，每个碳原子的周边连结著另外三个碳原子(排列方式呈蜂巢式的多个六边形)以共价键结合，构成共价分子。由于每个碳原子均会放出一个电子，那些电子能够自由移动，因此石墨属于导电体。石墨是其中一种最软的矿物，它的用途包括制造铅笔芯和润滑剂。碳是一种非金属元素，拉丁语为Carbonium。

石墨的特性

石墨及其制品具有高强耐酸性、抗腐蚀和耐高温3000℃以及耐低温-204℃等优良特性，被广泛的应用在冶金、化工、石油化工、高能物理、航天、电子等方面。石墨的具体特性大致有以下几种：

1、超强的耐高温特性

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，热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而加强，在2000℃时，石墨强度提高一倍。

2、石墨制品具有很好的导热性、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。

3、石墨制品具有化学稳定性和抗侵蚀能力。石墨在常温下具有很好的化学稳定性，不受任何强酸，强碱及有机溶剂的侵蚀。

4、石墨制品环保健康，无放射性污染，耐高温。碳要在2000-3300度高温的环境下经过至少十几个昼夜的石墨化过程才能成为石墨，因此，石墨中的有毒有害物质早已释放殆尽，至少在2000度以内是非常稳定的。

5、石墨制品具有很好的吸附性。炭的空隙结构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、气味、有毒物质等。

石墨的用途

1、作耐火材料包括耐火砖，坩祸，连续铸造粉，铸模芯，铸模洗涤剂和耐高温材料。

镁碳砖镁碳耐火材料是60年代中期，由美国研制成功;在世界范围内镁碳砖已大量用于炼钢，并已成为石墨的一种传统用途。铝碳砖铝碳耐火材料主要用于连续铸造，扁钢坯自位输管道的保护罩，水下喷管以及油井爆破筒等。

用石墨制造的成型和耐火的坩锅及其有关制品，例如坩锅，曲颈瓶，塞头和喷嘴等，具有高耐火性，低的热膨胀性，熔炼金属过程中，受到金属浸润和冲刷时亦稳定，高温下良好的热震稳定性和优良的热传导性，所以石墨增祸及其有关制品被广泛用于直接熔融金属的工艺中。

2、炼钢

石墨和其他杂质材料用于炼钢工业时可作为增碳剂。渗碳使用的碳质材料的范围，很广，包括人造石墨，石油焦，冶金焦炭和天然石墨。在世界范围内炼钢增碳剂用石墨仍是土状石墨的主要用途之一。

3、作导电材料

石墨在电气工业中广泛用来作电极，电刷，碳棒，碳管，水银整流器的正极，石墨垫圈，电话零件，电视机显像管的涂层等等。其中以石墨电极应用最广，在冶炼各种合金钢，铁合金时，大量使用石墨电极。电气工业中所使用的石墨，对粒度和品位要求很高。

4、作耐磨和润滑材料

石墨在机械工业中常作润滑剂。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一200℃一2000℃温度并在很高的滑动速度下(loom / s )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环，密封圈和轴承，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。

5、作耐腐蚀材料

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，而广泛用于制作热交换器，反应槽，凝缩器，燃烧塔，吸收塔，冷却器，加热器，过滤器，泵等设备。这些设备用于石油化工，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。

6、用于原子能工业和国防工业

石墨具有良好的中子减速性能，最早作为减速剂用于原子反应堆中，"铀一石墨"反应堆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，石墨完全可以满足上述要求。

7、作防垢防锈材料。

石墨能防止锅炉结垢。有试验表明，在水中加入一定量的石墨粉，能防止锅炉表面结垢。此外石墨涂在金属烟囱、屋顶、桥梁、管道上可以防腐和防锈。

8、石墨新用途

1)柔性石墨制品。柔性石墨又称膨胀石墨，是70年代开发的一种新的石墨制品。1971年美国研究成功柔性石墨密封材料，解决了原子能阀门泄漏问题，随后德，日，法也开始研制生产。这种产品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。因此，是一种理想的密封材料，广泛用于石油化工，原子能等工业领域，国际市场需求量逐年增长。

2)制作半金属摩擦材料。自70年代以来，离合器和自动衬广泛使用半金属摩擦材料。半金属摩擦材料是将石墨和金属粉，钢纤维，陶土粉用合成树脂粘结而成。这些自动衬主要可用于高速设备，如飞机，卡车以及越野车的制动装置和离合器片。