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石墨的分類和組成

作者:美蘭德 日期:2017-05-06 15:16:00
      石墨質軟,黑灰色;有油膩感,可污染紙張。硬度為1~2,沿垂直方向隨雜質的增加其硬度可增至3~5。比重為1.9~2.3。在隔絕氧氣條件下,其熔點在3000℃以上,是最耐溫的礦物之一。

  自然界中純凈的石墨是沒有的,其中往往含有Si02、A1203、Fe0、CaO、P2O5、Cu0等雜質。這些雜質常以石英、黃鐵礦、碳酸鹽等礦物形式出現。此外,還有水、瀝青、CO2、H2、CH4、N2等氣體部分。因此對石墨的分析,除測定固定碳含量外,還必須同時測定揮發分和灰分的含量。

  石墨的工藝特性主要決定于它的結晶形態。結晶形態不同的石墨礦物,具有不同的工業價值和用途。工業上,根據結晶形態不同,將天然石墨分為三類。

  1.致密結晶狀石墨

  致密結晶狀石墨又叫塊狀石墨。此類石墨結晶明顯晶體肉眼可見。顆粒直徑大于0.1毫米。晶體排列雜亂無章,呈致密塊狀構造。這種:石墨的特點是品位很高,一般含碳量為60~65%,有時達80~98%,但其可塑性和滑膩性不

  如鱗片石墨好。

  2.鱗片石墨

  石墨晶體呈鱗片狀;這是在高強度的壓力下變質而成的,有大鱗片和細鱗片之分。此類石墨礦石的特點是品位不高,一般在2~3%,或100~25%之間。是自然界中可浮性最好的礦石之一,經過多磨多選可得高品位石墨精礦。這類石墨的可浮性、潤滑性、可塑性均比其他類型石墨優越;因此它的工業價值最大。

  3.隱晶質石墨

  隱品質石墨又稱非晶質石墨或土狀石墨,這種石墨的晶體直徑一般小于1微米,是微晶石墨的集合體,只有在電子顯微鏡下才能見到晶形。此類石墨的特點是表面呈土狀,缺乏光澤,潤滑性也差。品位較高。一般的60~80%。少數高達90%以上。礦石可選性較差。

  石墨由于其特殊結構,而具有如下特殊性質:

  1) 耐高溫型:石墨的熔點為3850±50℃,沸點為4250℃,即使經超高溫電弧灼燒,重量的損失很小,熱膨脹系數也很小。石墨強度隨溫度提高而加強,在2000℃時,石墨強度提高一倍。

  2) 導電、導熱性:石墨的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。導熱系數隨溫度升高而降低,甚至在極高的溫度下,石墨成絕熱體。

  3) 潤滑性:石墨的潤滑性能取決于石墨鱗片的大小,鱗片越大,摩擦系數越小,潤滑性能越好。

  4) 化學穩定性:石墨在常溫下有良好的化學穩定性,能耐酸、耐堿和耐有機溶劑的腐蝕。

  5) 可塑性:石墨的韌性好,可年成很薄的薄片。

  6) 抗熱震性:石墨在常溫下使用時能經受住溫度的劇烈變化而不致破壞,溫度突變時,石墨的體積變化不大,不會產生裂紋。

  名字來源:源于希臘文“graphein”,意為“用來寫”。由德國化學家和礦物學家A. G. Werner 于1789命名;

  化學組成:成分純凈者極少,往往含各種雜質;

  類別:自然元素-非金屬元素-碳族

  晶系和空間群:六方晶系,P63/mmm;

  晶胞參數:a0=0.246nm,c0=0.670nm;

  形態:單晶體常呈片狀或板狀,但完整的很少見。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

  其他性質:薄片具撓性,有滑感,易污手,具有良好的導電性;

  鑒定特征鐵黑色,硬度低,一組極完全解理,有滑感和染手;

  成因和產狀:石墨是在高溫下形成。分布最廣是石墨的變質礦床,系由富含有機質或碳質的沉積巖經區域變質作用而成;

  主要用途:石墨在工業上用途很廣,用于制作冶煉上的高溫坩堝、機械工業的潤滑劑、制作電極和鉛筆芯;廣泛用于冶金工業的高級耐火材料與涂料、軍事工業火工材料安定劑、輕工業的鉛筆芯、電氣工業的碳刷、電池工業的電極、化肥工業催化劑等。鱗片石墨經過深加工,又可生產出石墨乳、石墨密封材料與復合材料、石墨制品、石墨減磨添加劑等高新技術產品,成為各個工業部門的重要非金屬礦物原料。

  石墨新用途:

  隨著科學技術的不斷發展,人們對石墨也開發了許多新用途。

  柔性石墨制品。柔性石墨又稱膨脹石墨,是年代開發的一種新的石墨制品。

  年美國研究成功柔性石墨密封材料,解決了原子能閥門泄漏問題,隨后德、日、法也開始研制生產。這種產品除具有天然石墨所具有的特性外,還具有特殊的柔性和彈性。

  因此,是一種理想的密封材料。廣泛用于石油化工、原子能等工業領域。國際市場需求量逐年增長。

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