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石墨的性质、用途、分类和技术标准

2019-07-10 14:39:47 118

石墨基本性质

石墨分子式为C,分子量为12.01。天然石墨呈铁黑色、钢灰色,条痕亮黑色,金属光泽,不透明。晶体属复六方双锥晶类,常见单形有平行双面、六方双锥、六方柱,但完好晶形少见,一般呈鳞片状或板状。

石墨是元素碳的一种同素异形体(其它同素异形体有金刚石、碳60、碳纳米管和石墨烯),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。解理面以分子键为主,对分子吸引力较弱,故其天然可浮性很好。鉴于石墨特殊的成键方式,不能单一的认为石墨是单晶体或者是多晶体,现在普遍认为石墨是一种混合晶体。


石墨分类

按石墨结晶形态和工艺特性,将天然石墨分为三类:

1.致密结晶状石墨

致密结晶状石墨又叫块状石墨。此类石墨结晶明显,晶体肉眼可见。颗粒直径大于01毫米,比表面积范围集中在0.1-1m2/g,晶体排列杂乱无章,呈致密块状构造。这类石墨矿品位很高,一般含碳量为6065%,有时达8098%,但其可塑性和滑腻性不如鳞片石墨好。

2.鳞片石墨

鳞片石墨晶体呈鳞片状;这是在高温高压下变质而成的,有大鳞片和细鳞片之分。此类石墨矿品位不高,一般在23%,或1025%之间。它是自然界中可浮性最好的矿石之一,经过多磨多选可得高品位石墨精矿。这类石墨的可浮性、润滑性、可塑性均比其他类型石墨优越,因此其工业价值最大。

3.隐晶质石墨

隐晶质石墨又称微晶石墨或土状石墨,这种石墨的晶体直径一般小于1微米,比表面积范围集中在1-5m2/g,是微晶石墨的集合体,只有在电子显微镜下才能见到晶形。此类石墨的特点是表面呈土状,缺乏光泽,润滑性比鳞片石墨稍差。品位较高,一般固定碳含量6085%。少数高达90%以上。一般应用于铸造行业比较多。主要蕴藏在湖南郴州鲁塘。随着石墨提纯技术的提高,土状石墨的应用将越来越广泛。

人造石墨(特种石墨),按成型方式可分为:

1.等静压石墨(三高石墨),但并非三高就是等静压;

2.模压石墨;

3.挤压石墨,多为电极材料。

按石墨颗粒度分为:

1、细结构石墨;

2、中粗石墨(一般的颗粒度在0.8mm左右);

3、电极石墨(2-4mm)。

石墨性质与用途

石墨具有如下特殊性质:

1、耐高温性:石墨熔点为3850±50,沸点为4250,即使经超高温电弧灼烧,重量损失很小,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、导电、导热性:石墨导电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,石墨成绝热体。

3、润滑性:石墨润滑性能取决于石墨鳞片的大小,鳞片越大,摩擦系数越小,润滑性能越好。

4、化学稳定性:石墨在常温下有良好的化学稳定性,能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。

5、可塑性:石墨的韧性好,可碾成很薄的薄片。

6、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。



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