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石墨是什么物質 石墨的用途

2024-08-07 15:11:32文/勾子木

石墨是一種結晶形碳。六方晶系,為鐵墨色至深灰色。密度2.25克/厘米3,硬度1.5,溶點3652℃,沸點4827℃。石墨質軟,有滑膩感,可導電。化學性質不活潑,耐腐蝕,與酸、堿等不易反應。在空氣或氧氣中加強熱,可燃燒并生成二氧化碳。強氧化劑會將它氧化成有機酸。

石墨是什么物質 石墨的用途

石墨是什么物質

石墨是碳的一種同素異形體,為灰黑色、不透明固體,化學性質穩(wěn)定,耐腐蝕,同酸、堿等藥劑不易發(fā)生反應。天然石墨來自石墨礦藏,也可以以石油焦、瀝青焦等為原料,經過一系列工序處理而制成人造石墨。石墨在氧氣中燃燒生成二氧化碳,可被強氧化劑如濃硝酸、高錳酸鉀等氧化。

石墨可用作抗磨劑、潤滑劑,高純度石墨用作原子反應堆中的中子減速劑,還可用于制造坩堝、電極、電刷、干電池、石墨纖維、換熱器、冷卻器、電弧爐、弧光燈、鉛筆的筆芯等。

石墨的性質

(1)耐高溫性

石墨的熔點為3850±50℃,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。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。

(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(wěn)定性

石墨在常溫下有良好的化學穩(wěn)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,可碾成很薄的薄片。

(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。

石墨的用途

耐火材料

在鋼鐵工業(yè),石墨耐火材料用于電弧高爐和氧氣轉爐的耐火爐襯、鋼水包耐火襯等; 石墨耐火材料主要是整體澆鑄材料、鎂碳磚和鋁石墨耐火材料。石墨還用于粉末冶金和金屬鑄造成膜材料,石墨粉加入到鋼水中增加鋼的碳含量,使高碳鋼具有許多優(yōu)異性能。

導電材料

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,電視機顯像管的涂層等。

耐磨潤滑材料

石墨在機械工業(yè)中常作為潤滑劑。潤滑油往往不能在高速、高溫、高壓的條件下使用,而石墨耐磨材料可以在-200~2000℃溫度中在很高的滑動速度下,不用潤滑油工作。許多輸送腐蝕介質的設備,廣泛采用石墨材料制成活塞杯,密封圈和軸承,它們運轉時勿需加入潤滑油。石墨乳也是許多金屬加工(拔絲、拉管)時的良好的潤滑劑。

耐腐蝕材料

經過特殊加工的石墨,具有耐腐蝕、導熱性好,滲透率低等特點,就大量用于制作熱交換器,反應槽、凝縮器、燃燒塔、吸收塔、冷卻器、加熱器、過濾器、泵設備。廣泛應用于石油化工、濕法冶金、酸堿生產、合成纖維、造紙等工業(yè)部門,可節(jié)省大量的金屬材料。

高溫冶金材料

由于石墨的熱膨脹系數小,而且能耐急冷急熱的變化,可作為玻璃器的鑄模,使用石墨后黑色金屬得到鑄件尺寸精確,表面光潔成品率高,不經加工或稍作加工就可使用,因而節(jié)省了大量金屬。生產硬質合金等粉末冶金工藝,通常用石墨材料制成壓模和燒結用的瓷舟。單晶硅的晶體生長坩堝,區(qū)域精煉容器,支架夾具,感應加熱器等都是用高純石墨加工而成的。此外石墨還可作真空冶煉的石墨隔熱板和底座,高溫電阻爐爐管等元件。

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