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      新聞三類

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      【洪鑫講堂】石墨的應用和發展前景
      發布時間:2017-08-23 09:50:39| 瀏覽次數:

      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。

      石墨是其中一種最軟的礦物,它的用途包括制造鉛筆芯和潤滑劑。碳是一種非金屬元素,位于元素周期表的第二周期IVA族。 性質特征  常溫下單質碳的化學性質比較穩定,不溶于水、稀酸、稀堿和有機溶劑;不同高溫下與氧反應燃燒,生成二氧化碳或一氧化碳;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。每一網層間的距離為340pm,同一網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。  石墨與金剛石、碳60、碳納米管等都是碳元素的單質,它們互為同素異形體。

      石墨的特殊性質:

      耐高溫性: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。 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。石墨能夠導電是因為石墨中每個碳原子與其他碳原子只形成3個共價鍵,每個碳原子仍然保留1個自由電子來傳輸電荷
      。
      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。

      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。

      可塑性:石墨的韌性好,可碾成很薄的薄片。

      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。

      石墨現今的主要用途:

      作耐火材料。 作導電材料。 作耐磨潤滑材料。  用于石油化工、濕法冶金、酸堿生產、合成纖維、造紙等工業部門。 作鑄造、翻砂、壓模及高溫冶金材料。 用于原子能工業和國防工業。 石墨可作鉛筆芯、顏料、拋光劑。

      現今石墨開始逐漸取代銅做電極原料,有著很大的潛力。石墨逐漸取代銅成為EDM電極的首選材料。

      石墨的發展前景:

      雖然石墨現在已經被人們廣泛應用,但是它仍然有著巨大的開發潛能,以及更大的發展前景。不僅在傳統工業中十分重要,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。

      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。 輕工業應用  此外,石墨還是輕工業中玻璃和造紙的磨光劑和防銹劑,是制造鉛筆、墨汁、黑漆、油墨和人造金剛石、鉆石不可缺少的原料。它是一種很好的節能環保材料,美國已用它做為汽車電池。

      隨著現代科學技術和工業的發展,石墨的應用領域還在不斷寬,已成為高科技領域中新型復合材料的重要原料,在國民經濟中具有重要的作用。 因此石墨有著廣闊的發展空間。

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