石墨製(zhì)品的原料組成
石墨製品的原料組成
石墨是碳的一種同素異形體(tǐ),為灰(huī)黑色、不(bú)透明固體,化學性質穩定,耐(nài)腐蝕,同(tóng)酸、堿等藥劑不(bú)易(yì)發生(shēng)反應。在氧氣中燃(rán)燒生成二氧化碳(tàn),可被強氧化劑如濃硝(xiāo)酸、高錳酸鉀等氧化。可用作抗磨劑、潤(rùn)滑劑,高純度石墨用作原(yuán)子反應堆中的中子減速劑,還可用於製造坩堝、電極、電(diàn)刷、幹電池(chí)、石墨(mò)纖(xiān)維、換熱器、冷卻器、電弧爐、弧光燈、鉛筆的筆芯等。
結構組成
石墨是原子晶體、金(jīn)屬(shǔ)晶體和分子晶(jīng)體之間的一種過渡型晶體(tǐ)。在晶體中同層碳原子間以sp2雜化形成共價鍵,每個碳原子與另(lìng)外(wài)三個碳原子相聯,六個碳原子在同(tóng)一(yī)平麵上形成正六邊形的環(huán),伸展形成片層結構。在同一平麵的碳原子還各剩下一個p軌道,它們互相重疊,形成(chéng)離域π鍵電子在晶格中能自由移動,可(kě)以被激發,所以石墨有金屬光澤,能(néng)導電、傳熱。由於層與層間距(jù)離大,結合力(範德華力)小,各層可以滑動,所以石墨的密度比金剛石小,質軟並有滑膩感。
石墨每一網層間的距(jù)離為3.40A,是(shì)以(yǐ)範德華力結合(hé)起來的,即(jí)層與層之間屬於分子晶體,同一網層中碳(tàn)原子的間距為1.42A,由於同一平麵層上的碳原子間結合(hé)很強,極難破壞,所以石墨的熔點也很高(gāo),化學性質也穩定。鑒於它的特(tè)殊的成鍵方式(shì),不能單一(yī)的認為是單晶體或者是多晶體,現在普遍認為石墨是一種混合晶體。
石墨(mò)屬六方晶係,具(jù)完(wán)整的層狀解理。解理麵以分子鍵為主,對分子吸引力較弱,故其天然(rán)可浮性很(hěn)好。
理化性質
石墨質軟,為黑灰色,有油膩感,可汙染紙張。硬度為1~2,沿垂直方向隨雜質(zhì)的增加其(qí)硬度可增至(zhì)3~5。比重為1.9~2.3。比(bǐ)表麵積範圍(wéi)集中在1-20m2/g,在隔絕氧氣條件下,其熔點在3000℃以上,是最耐溫的礦物之一。它能導電、導熱(rè)。
自(zì)然界中純淨的石墨是沒有的,其中往往(wǎng)含有SiO2、Al2O3、FeO、CaO、P2O5、CuO等雜質。這些雜質常以石英(yīng)、黃鐵礦、碳酸鹽等(děng)礦物形式出現。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(gù)定碳含量外,還必須同(tóng)時測定揮發分和灰分的含量。
石墨與金剛石、碳60、碳納米管、石墨烯等都是(shì)碳元素(sù)的單質,它們互為同素異形體。