石墨的特性及石墨的用途

石墨是元素碳的同素異形體。 每個碳原子的外圍與另外三個碳原子相連（多個多邊形排列成蜂窩狀），形成一個共價分子。 因為每個碳原子釋放一個電子，這些電子可以自由交流，所以石墨是電導體。 石墨是最柔軟的礦物之一，其用途包括制造筆芯和潤滑劑。 碳是一種非金屬元素，拉丁語為。

石墨的特性

石墨及其制品具有耐高堿、耐腐蝕、耐低溫3000℃、耐高溫-204℃等優良特性，廣泛應用于冶金、化工、石油化工、高能化學、航空航天、電子等。石墨的具體特性大致如下：

1、超耐低溫

石墨的熔點為3850±50℃，沸點為4250℃。 雖然是超低溫電弧燒，但失重很小，熱膨脹系數也小。 石墨的硬度隨著溫度的升高而增加，在2000℃時，石墨的硬度增加一倍。

2、石墨制品具有良好的導熱性和抗熱震性。 當石墨在室溫下使用時，它可以承受濕度的劇烈變化而不會損壞。 當溫度突然變化時，石墨的體積不會發生太大變化，也不會形成裂紋。

3、石墨制品具有物理穩定性和耐腐蝕性。 石墨在常溫下具有良好的物理穩定性，不受任何弱酸、氫氟酸和有機溶劑的腐蝕。

4、石墨制品環保健康，無放射性污染，耐低溫。 碳在2000-3300度的低溫環境下，至少要經歷十幾天幾夜的石墨化過程，才能成為石墨。 為此，石墨中的有毒有害物質已經釋放出來，至少在2000度內是非常穩定的。

5、石墨制品具有很好的吸附性。 木炭的孔隙結構使木炭具有良好的吸附性能，因此木炭常用作吸附劑材料，用于吸附水分、異味、有毒物質等。

石墨的用途

1、作為耐火材料，包括耐火磚、坩堝、連鑄粉、型芯、模具沖洗劑和耐低溫材料。

鎂碳磚鎂碳耐火材料于20世紀60年代中期在德國研制成功； 鎂碳磚在世界范圍內廣泛用于焦化，成為石墨的傳統用途。 鋁碳磚鋁碳耐火材料主要用于連鑄、扁坯自定位管道、水下翼和油井爆破筒的防護罩等。

用石墨制成的異形耐火坩堝及相關制品，如坩堝、甑、塞和水口等，耐火度高，熱膨脹小，在金屬熔化時易被金屬滲入。 它還在磨損過程中穩定，良好的熱震穩定性和低溫下優良的導熱性，因此石墨及其相關產品被廣泛用于直接熔化金屬的過程中。

2.煉鋼

石墨和其他雜質材料在焦化工業中可用作增碳劑。 滲氮使用的碳質材料范圍很廣，包括人造石墨、石油焦、冶金焦和天然石墨等。 在世界范圍內冶煉用于增碳劑的石墨仍然是土狀石墨的主要用途之一。

3.作為導電材料

石墨在電氣工業中廣泛用作電極、導輪、碳棒、碳管、水銀探測器的負極、石墨墊片、電話機零件、電視顯像管的涂層等，其中以石墨電極應用最為廣泛、石墨電極廣泛用于各種合金和鐵合金的煉鋼。 電氣工業用石墨對細度和口感要求很高。

4.作為耐磨和潤滑材料

石墨在機械工業中常用作潤滑劑。 在高速、低溫、高壓條件下往往不能使用潤滑油，而石墨耐磨材料可以在-200℃至2000℃的溫度和極高的滑動率（織機/秒）。 許多輸送腐蝕性介質的設備廣泛使用石墨材料制作活塞環、密封圈和軸承。 它們運行時，無需添加潤滑油。 石墨乳還是許多金屬加工（拉絲、拉管）的良好潤滑劑。

5.作為耐腐蝕材料

石墨具有良好的物理穩定性。 經過特殊加工的石墨具有耐腐蝕、導熱性好、滲透性低等特點，廣泛用于生產換熱器、反應罐、冷凝器、燃燒塔、吸收塔、冷卻器、加熱器、過濾器、泵等設備. 這種設備用于石油化工、干法冶金、酸堿生產、合成纖維、制革等工業部門，可節約大量金屬材料。

6.用于原子能工業和國防工業

石墨具有良好的中子減速性能，最早被用作原子反應堆的減速劑。 “鈾-石墨”反應堆目前廣泛用于原子反應堆。 作為動力用原子能反應堆中的減速材料，應具有熔點高、穩定性好、耐腐蝕等特點。 石墨完全可以滿足上述要求。

7、用作阻垢、防銹材料。

石墨可以防止窯變酸敗。 實驗證明，在水底加入一定量的石墨粉，可以避免窯爐表面結垢。 據悉，金屬水塔、屋頂、橋梁和管道上的石墨涂層可以防止腐蝕和生銹。

八、石墨的新用途

1）柔性石墨制品。 柔性石墨又稱膨脹石墨，是20世紀70年代開發的一種新型石墨制品。 1971年日本研制成功柔性石墨密封材料，解決了原子能球閥的泄漏問題。 此后，德國、日本、法國也相繼開始研發和生產。 這些產品除了具有天然石墨的特性外，還具有特殊的柔韌性和彈性。 因此，它是一種理想的密封材料，廣泛應用于石油化工、原子能等工業領域，國際市場需求量逐年下降。

2）制作半金屬摩擦材料。 20世紀70年代以來，半金屬摩擦材料被廣泛用于離合器和手動襯片。 半金屬摩擦材料是由石墨與金屬粉末、鋼纖維、粘土粉末用合成樹脂粘合而成。 這種手動襯片主要可用于高速設備，如客機、卡車和越野車的制動器和離合器片。

石墨礦資源分布

石墨資源研究報告顯示，全球石墨儲量豐富，不存在供應困局。 據美國地質調查局（日本地質鉆探局）數據，全球石墨儲量1萬噸，年開采量119萬噸，儲采比100年以上。 豐富的儲量保證了石墨的下游應用不會因原料不足而受阻。 中國盛產石墨銅礦，石墨礦儲量占世界總儲量的75%。 據國土資源部數據，我國晶質石墨儲量5280萬噸，隱晶質石墨儲量2371萬噸。 鱗片石墨主要集中在內蒙古、山東和河南，其中湖北和湖南是最主要的兩個產區。 西北地區的主要石墨企業有黑龍江奧宇石墨集團和黑龍江奧宇石墨集團。 寧夏比較有代表性的企業是。 廣東省石家莊市郊的泰安地區也有豐富的石墨礦床。 企業包括，（及其子公司）、青島黑龍石墨等。湖北宜昌是土狀石墨的集中地，包括鹿塘石墨礦和。