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石墨(graphite)
2013/8/26      Read:794

石墨(graphite)是一种结晶形碳。六方晶系,为铁墨色至深灰色。密度2.25克/厘米3,硬度1.5,溶点3652℃,沸点4827℃。质软,有滑腻感,可导电。化学性质不活泼,耐腐蚀,与酸、碱等不易反应。在空气或氧气中加强热,可燃烧并生成二氧化碳。强氧化剂会将它氧化成有机酸。用作抗摩剂和润滑材料,制作坩埚、电极、干电池、铅笔芯。高纯度石墨可在核反应堆上作中子减速剂。常被称为炭精或黑铅,因为以前被误认为是铅。

石墨 - 简介
石墨是晶体结构介于原子晶体、金属晶体和分子晶体之间的一种属六方或三方晶系的过渡型晶体的自然元素矿物。与金刚石和以美籍华裔矿物学家赵景德姓氏命名的赵击石等成同质多象。在晶体中同层碳原子间以sp2杂化形成共价键,每个碳原子与另外三个碳原子相联,六个碳原子在同一平面上形成正六边形的环,伸展形成片层结构。 在同一平面的碳原子还各剩下一个p轨道,它们互相重叠,形成离域的π键电子在晶格中能自由移动,可以被激发,所以石墨有金属光泽,能导电、传热。由于层与层间距离大,结合力(范德华力)小,各层可以滑动,所以石墨的密度比金刚石小,质软并有滑腻感。灰黑,不透明固体,密度2.25g/cm3,熔点3652℃,沸点4827℃,硬度1。化学性质稳定,耐腐蚀,同酸、碱等药剂不易发生反应。687℃在氧气中燃烧生成二氧化碳。可被强氧化剂如浓硝酸、高锰酸钾等氧化成有机酸。可用作抗磨剂、润滑剂,高纯度石墨用作原子反应堆中的中子减速剂,还可用于制造坩埚、电极、电刷、干电池、石墨纤维、换热器、冷却器、电弧炉、弧光灯、铅笔的笔芯等。

石墨 - 鉴定特征
铁黑色,硬度低,一组极完全解理,有滑感和染手。

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

石墨 - 成因
石墨是在高温下形成。 

石墨最常见于大理岩、片岩或片麻岩中,是有机成因的碳质物变质而成。煤层可经热变质作用部分形成石墨。少量石墨是火成岩的原生矿物。石墨也常见于陨石中,一般为团块状,以一定方位关系组成立方体外形的多晶集合体称方晶石墨。分布最广是石墨的变质矿床,系由富含有机质或碳质的沉积岩经区域变质作用而成

石墨 - 工业分类
工业上将石墨矿石分为晶质(鳞片状)石墨矿石和稳晶质(土状)石墨矿石两大类。晶质石墨矿石又可分为鳞片状和致密状两种。

中国石墨矿石以鳞片状晶质类型为主,其次为隐晶质类型,致密状晶质石墨只见于新疆托克布拉等个别矿床中,工业价值不大。

鳞片状石墨矿石结晶较好,晶体粒径大于1μm,一般为0.05~1.5mm,大的可达5~10mm,多呈集合体。矿石品位较低,一般为3~13.5%。伴生的矿物有云母、长石、石英、透闪石、透辉石、石榴石和少量硫铁矿、方解石等,有时还伴有金红石,钒云母等有用组分。鳞片石墨矿石按其所赋存岩石的岩性不同,分片麻岩型、片岩型、透辉岩型、变粒岩型、混合岩型、大理岩型及花岗岩型等七种,前六种矿石类型产于区域变质成因矿床中,后一种矿石类型则产于岩浆热液成因矿床中。

稳晶质石墨矿石一般呈微晶集合体,晶体粒径小于1μm,只有在电子显微镜下才能观察到其晶形。矿石呈灰黑色、钢灰色,一般光泽暗淡,具有致密块状、土状及层状、页片状构造。隐晶石墨的工艺性能不如鳞片状石墨,工业应用范围也较小,矿石品位一般都较高,但矿石可选性差。矿物成分以石墨为主,伴生有红柱石、水云母、绢云母及少量黄铁矿、电气石、褐铁矿、方解石等。品位一般为60~80%、灰分为15~22%、挥发分为1~2%、水分为2~7%

石墨 - 广泛应用
随着世界工业正在突飞猛进的向前发展,石墨已被国内外视为重要的工业矿物原料之一,特别是最近几年,科学技术的发展,石墨制品已在各行各业发挥着重要作用。

石墨制品保持了鳞片石墨原有的化学特性即耐酸性、抗腐蚀和物理特性即耐高温3000℃耐低温-204℃,它的抗压强度大于800kg/Cm2,而且抗氧化,在450℃空气中失重1%,回弹率为15-50%(密度1.1-1.5)。还具有很强的自润滑性能。因此石墨制品已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。

利用石墨的特性,人们已经根据工程的需要又灵巧的制成了不同类型的制品:如高纯石墨制品、柔性石墨制品、复合石墨制品等等。为了提高使用性能还将石墨与纤维(包括合成纤维)、金属丝、金属网、金属加工板在一起制成复合石墨制品,而大大的增加了它的强度及弹性。复合石墨制品主要是与树脂类、合成橡胶、塑料(聚四氟材料、乙烯、丙烯等)冷压或热合两种,还有液体石墨制品(即石墨乳等)及半液体石墨制品(即石墨润滑脂等)。石墨制品在广阔的领域里发挥着它密封、耐温、耐腐蚀、导电、保温、抗压、耐磨、抗氧化等重要作用,已引起国内外专家的普遍重视。当然石墨制品也在悄悄的进入现代化办公用品中,如江西一家档案用品厂利用石墨膨胀加工成一定吸附药品能力的可保持一年不失药性的防虫圆片。还有北墅石墨矿生产的石墨润滑带,为国内木材加工行业解决了砂光机(多半是进口砂光机)配件的急需难题,填补了国内同类产品的空白。总之石墨制品已愈来愈被各个工业部门所利用,石墨制品的市场是远大而广泛的。

 
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