深圳石墨棒

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石墨質軟，黑灰色；有油膩感，可汙染紙張。硬度為1～2，沿垂直方（fāng）向隨（suí）雜質的增加其硬度可增至（zhì）3～5。比重為1．9～2．3。比（bǐ）表麵積範圍集中在1-20m2/g，在隔絕（jué）氧氣條（tiáo）件下，其熔點在3000℃以上，是最耐溫的礦物之一。它能導電、導熱。
自（zì）然界中沒有（yǒu）純淨（jìng）的石（shí）墨，其中往往含有SiO2、Al2O3、FeO、CaO、P2O5、CuO等雜質。這些雜質（zhì）常以石英、黃鐵礦、碳酸鹽等礦物形式（shì）出現。此外，還有水、瀝青、CO2、H2、CH4、N2等氣體部分。因此對石墨的分析，除測定固定碳含量外，還必須同時測定揮發分和灰分的含量。

同素異形體
石墨與金剛石、碳60、碳納米管、石墨烯等都是碳元素的單質，它們互（hù）為同素異形體。

天（tiān）然（rán）石墨
石（shí）墨的工藝特性主要決定於它的結晶形態。結晶形態不同的石墨礦物，具有不同的工業價（jià）值和用（yòng）途。工業上，根據（jù）結（jié）晶形態不（bú）同，將天然石墨分為三類。

致密結（jié）晶狀石墨
1．致密結晶狀石墨
致密結晶狀石墨又叫塊（kuài）狀石（shí）墨。此類（lèi）石墨結晶明顯晶體肉眼可見。顆粒直徑大於0．1毫米，比表麵積範圍集中在0.1-1m2/g，晶體排列雜（zá）亂無章，呈致（zhì）密塊狀構造。這種：石（shí）墨的特點是品位（wèi）很高，一般含碳（tàn）量為60～65%，有時達80～98%，但其可塑性和滑（huá）膩性不如鱗片石墨好。

鱗片石墨
2．鱗片石墨
石墨晶體呈鱗片（piàn）狀（zhuàng）；這（zhè）是在（zài）高強度的壓力下變質而成的，有大鱗片和細鱗片之分。此類石墨礦石的特點是品位不高，一般在2～3%，或10～25%之間。是自然界中可浮性最好的（de）礦（kuàng）石之一，經過多磨多選可得高品位石墨精礦。這類石墨的可浮性、潤滑（huá）性、可塑性均比其他類型石墨優（yōu）越（yuè）；因此它（tā）的工業價值最大。

隱晶質石墨（mò）
3．隱晶質（zhì）石（shí）墨
隱晶質石墨又稱微晶石墨或土狀石墨，這種石墨的晶體直徑一（yī）般小於（yú）1微米，比表（biǎo）麵積範圍集中在1-5m2/g，是微晶石墨的集合體，隻有在電子顯微鏡下才能見到（dào）晶形。此類（lèi）石墨的特點是表麵呈土狀，缺乏光澤，潤滑性比鱗片（piàn）石墨稍差。品位較高。一般的60～85%。少數高達90%以上。一般應用於鑄造行業比較多。主要蘊藏隨這（zhè）石墨（mò）提純技術（shù）的提高。土狀石墨應用越（yuè）來越廣泛（fàn）。
特種石墨成型方式
石墨在工業上運用極（jí）廣，幾乎每個行業都會用到。工業上（shàng）多用的是人造石墨，也就是特種石墨（mò）。按其成型的

方式可分為以下（xià）幾種。
1．等靜壓石（shí）墨。也就是很多人叫的三高（gāo）石墨，但是並不是三高（gāo）就是等靜壓。
2．模壓石墨
3．擠壓石墨，多為電極材料。
其中按（àn）石墨的顆粒度分，也（yě）可（kě）分為：細節構（gòu）石（shí）墨、中粗石（shí）墨（一般的顆粒度在（zài）0.8mm左右）、還有就是電極

石墨（2-4mm）。

石墨由於其特殊結構，而具有如下特殊性質：
1） 耐高溫性：石墨的熔點為（wéi）3850±50℃，沸點為4250℃，即使經超高溫電弧灼燒，重量的損失（shī）很小，熱膨脹係數（shù）也很小。石墨強度隨溫度提高而加強，在2000℃時，石墨強（qiáng）度（dù）提高一倍。
2） 導電、導熱性：石墨的導電性比（bǐ）一般（bān）非金屬礦高一百倍（bèi）。導（dǎo）熱性超過鋼、鐵、鉛等金屬材料。導熱係（xì）數隨溫度升高而降低，甚至在（zài）極高的（de）溫度下，石墨成絕熱體。石墨能夠導（dǎo）電是因為（wéi）石墨中每個碳原子與其他碳原子隻形成3個共價鍵,每個碳原子仍然（rán）保留1個自（zì）由電子來傳（chuán）輸電荷。
3）潤滑性：石（shí）墨的潤滑性能（néng）取決於（yú）石墨（mò）鱗片的大小，鱗片越大，摩（mó）擦係數（shù）越小，潤滑性能越好。
4）化學穩（wěn）定性：石墨在常溫下有良（liáng）好的化學穩（wěn）定性，能耐酸、耐堿和耐有機溶劑（jì）的腐蝕。
5）可塑性：石墨的韌性好，可碾成很薄的薄片（piàn）。
6）抗熱（rè）震性：石墨在（zài）常溫下（xià）使用時能經受住溫（wēn）度（dù）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。
名字來源：源於希臘文“graphein”，意為“用來寫”。由德國化學（xué）家（jiā）和礦物學家A. G. Werner 於1789命名
化學組成：成分純淨者極少，往往含各種雜質
類別：自然元素-非金（jīn）屬元素-碳族（zú）

晶體特征
晶係和空間群：六方晶係，P63/mmm
晶胞參數：a0=0.246nm，c0=0.670nm
典型的層狀結構，碳原子成層排列（liè），每個碳與相鄰的碳之（zhī）間等距相連，每一層中的碳按六方環狀排列，上下相鄰層的碳六方（fāng）環通過平行網麵方向相互位移後再疊置形成層狀結構，位移的方位和距離不同就導致（zhì）不同的多型（xíng）結構。上下兩層的碳原子之間距（jù）離比同一（yī）層內的碳（tàn）之間的距離大得多（層內C-C間距=0.142nm，層間C-C間距=0.340nm）
形態（tài）：單晶體常呈片狀（zhuàng）或板（bǎn）狀，但完整的很少見。集合體通常為鱗片狀，塊狀（zhuàng）和土（tǔ）狀
顏色：鐵黑色
條痕（hén）：光亮（liàng）黑色
透明度：不透明
光澤（zé）：呈半（bàn）金屬光澤
硬度（dù）：1-2
解理和斷（duàn）口：平行解理極完全
比重（chóng）：2.21-2.26g/cm3
比表麵積：5-10m2/g
其他性（xìng）質：薄片具撓性，有滑感，易汙手，具有良好的導（dǎo）電性
鑒定特征（zhēng）鐵黑色，硬度低，一組極完全解理，有滑感和染手；如果將硫酸銅溶液潤濕的鋅粒放在石墨上，則可析出金屬銅的斑點，在與石（shí）墨相（xiàng）似的輝鉬礦上則無此（cǐ）反應。

石墨熔點（diǎn）
金剛石的（de）熔點是3823K,石（shí）墨的熔點是3773K。石墨熔點低於金剛石（shí）。
比較石墨和金剛石的熔點不能（néng）單純地從鍵能的方麵予以考慮，如果忽視掉熔化時斷裂鍵的個數，那麽得到（dào）的數據也不（bú）可取。

傳統用途
1、作耐火材料：石墨及其製品具有（yǒu）耐高溫、高強度的性質，在冶金工業中主要用來製造石墨坩堝，在煉鋼中常用石墨作鋼錠之（zhī）保護劑，冶金爐的內襯。
2．作導電材（cái）料：在電氣工業（yè）上（shàng）用（yòng）作製造（zào）電極、電刷、碳棒、碳管、水銀正流器的正極，石墨墊圈、電話零件，電視機顯（xiǎn）像管的塗（tú）層等。
3．作耐磨潤滑材料：石墨在機械工業中常作為潤滑劑。潤滑油往往不能在高速、高（gāo）溫、高壓的條件下使（shǐ）用，而石墨耐磨材料可以在200~2000 ℃溫度中在很高（gāo）的滑動速度下，不用潤滑油（yóu）工作。許多輸送腐蝕介（jiè）質的設備，廣泛采用石墨（mò）材料製成活塞杯，密封圈和軸承，它們運轉時勿需加入潤滑油。石墨（mò）乳也是許多金屬加工(拔絲、拉管)時的良（liáng）好的潤滑劑。
4．石墨具有（yǒu）良（liáng）好的化學（xué）穩定性。經過特殊加工的石墨，具有耐腐（fǔ）蝕、導熱性好，滲透率低等特點，就（jiù）大量用於製作熱交（jiāo）換器，反應槽、凝縮器、燃燒塔、吸收塔、冷卻器、加熱（rè）器、過濾器、泵（bèng）設備。廣泛應用於石油化工、濕法冶金、酸（suān）堿生（shēng）產、合成纖維、造紙（zhǐ）等工業部門，可節省大量的（de）金屬材料。
不透性（xìng）石墨的品種因所含（hán）樹脂不同，耐蝕（shí）性也有差異。如酚醛樹脂浸漬者耐酸，但不耐堿；糠醇樹脂浸漬者既耐酸，又耐堿（jiǎn）。不同品種的耐熱性也有差（chà）異：碳和石墨在還原性氣氛中（zhōng）可耐2000~3000℃，在（zài）氧化氣氛中分別在350℃和400℃開始（shǐ）氧化（huà）；不透性石墨品種隨浸漬劑而異，一般由酚醛或糠醇浸漬（zì）者耐熱在180℃以下。
5．作鑄造、翻砂（shā）、壓模及高溫冶金材料：由於石墨的熱膨脹係數小（xiǎo），而且能耐急冷急熱的變化，可作為玻璃器的（de）鑄模，使用石墨後黑色金屬得到鑄件尺寸精確，表麵光潔成品率（lǜ）高，不經（jīng）加工或稍作加工就（jiù）可使用，因而節省了大量金（jīn）屬（shǔ）。生產硬質合金等粉末冶（yě）金工藝，通常用石（shí）墨（mò）材（cái）料製成壓模和燒結用的瓷舟。單晶矽（guī）的（de）晶體生長坩堝，區域精（jīng）煉容器，支架夾具，感應加熱器等都是用高純石墨加（jiā）工而成的。此外石（shí）墨還可作真空冶煉的石墨隔熱板和底座，高溫電阻爐爐管，棒、板、格棚等元件。
6、用於原（yuán）子能工業和國防工業：石墨具有（yǒu）良好的中子減速（sù）劑（jì）用於原子反應（yīng）堆中（zhōng），鈾一石墨反應堆是應用較多的一種原子反應堆（duī）。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（wěn）定，耐腐蝕的性能，石墨完（wán）全（quán）可以滿足上述要求。作為原子反（fǎn）應堆用的石墨純度要求很高，雜質含量不應超過（guò）幾十個PPM 。特別是其（qí）中硼含量應（yīng）少於0.5PPM 。在國防工業中還用石墨製造固體燃料火箭的噴嘴，導彈的鼻錐，宇宙航行設備的零件，隔熱材料和防射線材（cái）料。
7．石墨還能防止鍋爐結垢，有關單位試驗表明，在水中加入一定量的石墨粉(每噸水大約用4~5 克)能防止鍋爐表（biǎo）麵結垢。此外石墨塗在金屬煙（yān）囪、屋頂、橋（qiáo）梁、管道上可以防腐防鏽。
8．石墨可作鉛筆芯（xīn）、顏料、拋（pāo）光劑。石墨經過特殊加工以後（hòu），可以製作各種（zhǒng）特殊材料用（yòng）於有關工業（yè）部門。
9．電極（jí）：石墨何以能取代銅做為（wéi）電極？
20世紀60年（nián）代，銅做為電極材料被廣泛應用，使用率約占90%，石墨僅有10%左右；21世（shì）紀，越來（lái）越多（duō）的用戶開始選擇石墨作為電極材料（liào），在歐洲，超過90%以上的電極材料是石墨。銅，這種曾經占統治地（dì）位的電極材（cái）料，和石墨電極相比它的優勢（shì）幾乎消失殆盡。是什麽導致了這個戲劇性的變化？當然是石墨電極的諸多（duō）優勢（shì）

。

（1）加工速度更快：通常情（qíng）況下，石墨的機械加工速度能比銅快2~5倍；而放電加工速（sù）度比銅快2~3倍（bèi）
材料更不容易變形：在薄筋電極的加工上優勢明顯；銅的軟化點在（zài）1000度左右，容易因受熱而產生變形；石墨的升（shēng）華溫度為3650度；熱膨脹係數僅有銅的（de）1/30。
（2）重量更輕：石墨的密度隻有銅的1/5，大（dà）型電極進行放電（diàn）加工時，能有效降低機床（EDM）的負擔；更適合於在大型模具上（shàng）的應用。
（3）放（fàng）電消耗更小；由（yóu）於火花油中也含有C原子，在放電加工時，高（gāo）溫導致火花油中的C原子被分解（jiě）出（chū）來，轉而（ér）在石墨電極的表（biǎo）麵（miàn）形成保護膜，補償了石墨電極的損耗。
（4）沒有毛刺；銅電極在加（jiā）工（gōng）完成後，還需手工進（jìn）行修整以（yǐ）去除毛刺，而石（shí）墨加工後沒有毛刺，節約了大量成（chéng）本，同時更容易實（shí）現（xiàn）自動化生產。
（5）石墨更（gèng）容易研磨和拋光；由於石墨的切削阻力隻有銅的1/5，更容易進行（háng）手工的研磨和拋光。
（6）材料成本更低，價格更穩定；由於（yú）近（jìn）幾年銅價上漲，如今各向同性石墨的價格比銅更低（dī），相（xiàng）同體積下，東洋炭素的普遍性（xìng）石墨產品的價格比銅的（de）價格低30%～60%，並且價格更穩定，短期（qī）價格波動非常小（xiǎo）。正是這種無可比擬的優勢，石墨逐漸取代銅成為EDM電極的首選材料。

新用途
石墨（mò）新用途：
隨著科學技術的不斷發展（zhǎn），人們對石墨也（yě）開發了許多新用途（tú）。
柔性石墨製品。柔性石墨又稱膨（péng）脹石墨（mò），是年代開發的一種新的石（shí）墨製品。
年美國研究成功（gōng）柔性石墨密封材料，解（jiě）決了原子能閥門泄漏問題，隨後德、日、法也開始研製生產。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。廣泛用於石油化工、原子能等工業（yè）領域。國際市場需求量逐年增長。
輕工業應用（yòng）此外，石墨還是輕工業（yè）中玻璃和（hé）造紙的磨（mó）光劑（jì）和防鏽劑，是製造鉛筆、墨汁、黑漆、油墨和人造金（jīn）剛石、鑽石不可缺少的（de）原料。它是一種很好的節能環（huán）保材料，美國已用它做為汽車電池。隨（suí）著現代科學（xué）技術和工業的發展，石（shí）墨的應用領（lǐng）域還在不斷拓寬，已成（chéng）為高科技領域中新型（xíng）複合材料的重要（yào）原料，在國民經濟中（zhōng）具有重要的作用。

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