石墨電極石墨棒石墨單位石墨密度
簡(jiǎn)介
英文名稱：graphite
分子式：C
分子量：12.01
CAS 登錄號(hào)：7782-42-5
EINECS 登錄號(hào)：231-955-3
碳元素
碳是一種很常見(jiàn)的元素，它以多種形式廣泛存在于大氣和地殼之中。碳單質(zhì)很早就被人認(rèn)識(shí)和利用，碳的一系列化合物——有機(jī)物更是生命的根本。碳是生鐵、熟鐵和鋼的成分之一。碳能在化學(xué)上自我結(jié)合而形成大量化合物，在生物上和商業(yè)上是重要的分子。生物體內(nèi)大多數(shù)分子都含有碳元素。
碳化合物
碳化合物一般從化石燃料中獲得，然后再分離并進(jìn)一步合成出各種生產(chǎn)生活所需的產(chǎn)品，如乙烯、塑料等。
性質(zhì)
常溫下單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，不溶于水、稀酸、稀堿和有機(jī)溶劑；不同高溫下與氧反應(yīng)，生成二氧化碳或一氧化碳；在鹵素中只有氟能與單質(zhì)碳直接反應(yīng)；在加熱下，單質(zhì)碳較易被酸氧化；在高溫下，碳還能與許多金屬反應(yīng)，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(zhì)元素結(jié)晶礦物，它的結(jié)晶格架為六邊形層狀結(jié)構(gòu)。每一網(wǎng)層間的距離為3.40Å，同一網(wǎng)層中碳原子的間距為1．42Å。屬六方晶系，具完整的層狀解理。解理面以分子鍵為主，對(duì)分子吸引力較弱，故其天然可浮性很好。
石墨與金剛石、碳60、碳納米管等都是碳元素的單質(zhì)，它們互為同素異形體。
形態(tài)特性
石墨質(zhì)軟，黑灰色；有油膩感，可污染紙張。硬度為1～2，沿垂直方向隨雜質(zhì)的增加其硬度可增至3～5。比重為1．9～2．3。比表面積范圍集中在1-20m2/g，在隔絕氧氣條件下，其熔點(diǎn)在3000℃以上，是最耐溫的礦物之一。它能導(dǎo)電、導(dǎo)熱。
自然界中純凈的石墨是沒(méi)有的，其中往往含有SiO2、Al2O3、FeO、CaO、P2O5、CuO等雜質(zhì)。這些雜質(zhì)常以石英、黃鐵礦、碳酸鹽等礦物形式出現(xiàn)。此外，還有水、瀝青、CO2、H2、CH4、N2等氣體部分。因此對(duì)石墨的分析，除測(cè)定固定碳含量外，還必須同時(shí)測(cè)定揮發(fā)分和灰分的含量。
天然石墨分類(lèi)石墨的工藝特性主要決定于它的結(jié)晶形態(tài)。結(jié)晶形態(tài)不同的石墨礦物，具有不同的工業(yè)價(jià)值和用途。工業(yè)上，根據(jù)結(jié)晶形態(tài)不同，將天然石墨分為三類(lèi)。
致密結(jié)晶狀石墨
1．致密結(jié)晶狀石墨
致密結(jié)晶狀石墨又叫塊狀石墨。此類(lèi)石墨結(jié)晶明顯晶體肉眼可見(jiàn)。顆粒直徑大于0．1毫米，比表面積范圍集中在0.1-1m2/g，晶體排列雜亂無(wú)章，呈致密塊狀構(gòu)造。這種：石墨的特點(diǎn)是品位很高，一般含碳量為60～65％，有時(shí)達(dá)80～98％，但其可塑性和滑膩性不如鱗片石墨好。
特種石墨成型方式
石墨在工業(yè)上運(yùn)用極廣，幾乎每個(gè)行業(yè)都會(huì)用到。工業(yè)上多用的是人造石墨，也就是特種石墨。按其成型的方式可分為以下幾種。
1、等靜壓石墨。也就是很多人叫的三高石墨，但是并不是三高就是等靜壓。
2、模壓石墨
3、擠壓石墨，多為電極材料。
其中按石墨的顆粒度分，也可分為：細(xì)節(jié)構(gòu)石墨、中粗石墨（一般的顆粒度在0.8mm左右）、還有就是電極石墨（2-4mm）。
石墨特殊性質(zhì)
石墨由于其特殊結(jié)構(gòu)，而具有如下特殊性質(zhì)：
1） 耐高溫型：石墨的熔點(diǎn)為3850±50℃，沸點(diǎn)為4250℃，即使經(jīng)超高溫電弧灼燒，重量的損失很小，熱膨脹系數(shù)也很小。石墨強(qiáng)度隨溫度提高而加強(qiáng)，在2000℃時(shí)，石墨強(qiáng)度提高一倍。
2） 導(dǎo)電、導(dǎo)熱性：石墨的導(dǎo)電性比一般非金屬礦高一百倍。導(dǎo)熱性超過(guò)鋼、鐵、鉛等金屬材料。導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度升高而降低，甚至在極高的溫度下，石墨成絕熱體。石墨能夠?qū)щ娛且驗(yàn)槭忻總€(gè)碳原子與其他碳原子只形成3個(gè)共價(jià)鍵每個(gè)碳原子仍然保留1個(gè)自由電子來(lái)傳輸電荷。 ,
3） 潤(rùn)滑性：石墨的潤(rùn)滑性能取決于石墨鱗片的大小，鱗片越大，摩擦系數(shù)越小，潤(rùn)滑性能越好。
4） 化學(xué)穩(wěn)定性：石墨在常溫下有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，能耐酸、耐堿和耐有機(jī)溶劑的腐蝕。
5） 可塑性：石墨的韌性好，可碾成很薄的薄片。
6） 抗熱震性：石墨在常溫下使用時(shí)能經(jīng)受住溫度的劇烈變化而不致破壞，溫度突變時(shí)，石墨的體積變化不大，不會(huì)產(chǎn)生裂紋。
名字來(lái)源：源于希臘文“graphein”，意為“用來(lái)寫(xiě)”。由德國(guó)化學(xué)家和礦物學(xué)家A. G. Werner 于1789命名；
化學(xué)組成：成分純凈者極少，往往含各種雜質(zhì)；
類(lèi)別：自然元素-非金屬元素-碳族
晶體特征
晶系和空間群：六方晶系，P63/mmm；
晶胞參數(shù):a0=0.246nm，c0=0.670nm；
典型的層狀結(jié)構(gòu)，碳原子成層排列，每個(gè)碳與相鄰的碳之間等距相連，每一層中的碳按六方環(huán)狀排列，上下相鄰層的碳六方環(huán)通過(guò)平行網(wǎng)面方向相互位移后再疊置形成層狀結(jié)構(gòu)，位移的方位和距離不同就導(dǎo)致不同的多型結(jié)構(gòu)。上下兩層的碳原子之間距離比同一層內(nèi)的碳之間的距離大得多（層內(nèi)C-C間距=0.142nm，層間C-C間距=0.340nm）
形態(tài)：?jiǎn)尉w常呈片狀或板狀，但完整的很少見(jiàn)。集合體通常為鱗片狀，塊狀和土狀；
顏色：鐵黑色
條痕：光亮黑色
透明度：不透明
光澤：呈半金屬光澤
硬度：1-2
解理和斷口：平行解理極完全；
比重：2.21-2.26g/cm3
比表面積：5-10m2/g
其他性質(zhì)：薄片具撓性，有滑感，易污手，具有良好的導(dǎo)電性；
鑒定特征鐵黑色，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(rùn)濕的鋅粒放在石墨上，則可析出金屬銅的斑點(diǎn)，在與石墨相似的輝鉬礦上則無(wú)此反應(yīng)
石墨的用途
1、作耐火材料： 石墨及其制品具有耐高溫、高強(qiáng)度的性質(zhì)，在冶金工業(yè)中主要用來(lái)制造石墨坩堝，在煉鋼中常用石墨作鋼錠之保護(hù)劑，冶金爐的內(nèi)襯。
2、作導(dǎo)電材料：在電氣工業(yè)上用作制造電極、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(jī)顯像管的涂層等。
