石墨是元素碳的一種同素異形體,每個碳原子的周邊連結著另外三個碳原子(排列方式呈蜂巢式的多個的六邊形)以共價鍵結合,構成共價分子。由于每個碳原子均會放出一個電子,那些電子能夠自由移動,因此石墨屬于導電體。石墨是其中一種*軟的礦物,它的用途包括制造鉛筆芯和潤滑劑。碳是一種非金屬元素,位于元素周期表的**周期IVA族。 性質特征。
常溫下單質碳的化學性質比較穩(wěn)定,不溶于水、稀酸、稀堿和有機溶劑,不同高溫下與氧的反應燃燒,生成二氧化碳或者 一氧化碳;在鹵素中只有氟能與單質碳直接反應;在加熱下,單質碳較易被酸氧化;在高溫下,碳還能與許多金屬反應,生成金屬碳化物。碳具有還原性,在高溫下可以冶煉金屬。 石墨是碳質元素結晶礦物,它的結晶格架為六邊形層狀結構。每一網(wǎng)層間的距離為340pm,同一網(wǎng)層中碳原子的間距為142pm;。屬六方晶系,具完整的層狀解理。解理面以分子鍵為主,對分子吸引力較弱,故其天然可浮性很好。
耐高溫型:石墨熔點為3850±50℃,沸點為4250℃,即使經(jīng)超高溫電弧灼燒,重量損失很小,熱膨脹系數(shù)也很小。石墨強度隨溫度提高而加強,在2000℃時,石墨強度提高一倍。
導電、導熱性:石墨導電性比一般非金屬礦高一百倍。導熱性超過鋼、鐵、鉛等金屬材料。導熱系數(shù)隨溫度升高而降低,甚至在極高溫度下,石墨成絕熱體。潤滑性:石墨潤滑性能取決于石墨鱗片大小,鱗片越大,摩擦系數(shù)越小,潤滑性能越好。 化學穩(wěn)定性:石墨在常溫下有良好化學穩(wěn)定性,能耐酸、耐堿和耐有機溶劑腐蝕??伤苄裕菏g性好,可年成很薄薄片。主要應用在耐火材料、導電材料、耐磨潤滑材料。
石墨具有突出耐高溫和耐低溫性質,膨脹系數(shù)很小,體積穩(wěn)定,因此能抗急冷急熱變化,石墨耐高溫性質和一般金屬不同當溫度升高時,它不趨于軟化,而其強度反而增高。石墨熱和電良導體,其傳熱性能和導電性能和大多數(shù)金屬差不多,但又有其特點,一般金屬當溫度升高時,導熱系數(shù)也隨之升高,而石墨導熱系數(shù)相反,溫度升高時,其導熱系數(shù)反而下降。在極高溫度下,石墨趨于絕緣狀態(tài),因此在超高溫條件下,石墨的隔熱性能很可靠。
炭材料的石墨化是在2300-3000℃高溫下進行的,故工業(yè)上只有通過電加熱方式才能實現(xiàn),即電流直接通過被加熱的焙燒品,這是裝入爐內的焙燒品既是通過電流產(chǎn)生高溫的導體,主要用于熱壓爐與碳管爐的加熱元件。