石墨是碳的同素異構(gòu)體之一,密度2100-2300kg/m’,莫氏硬度1-2.石墨礦藏屬六方晶系,層狀結(jié)構(gòu),同一網(wǎng)層中碳原子距離為1.42A,層與層之距離離為3.354A.層間以分子鍵銜接,具有杰出的天然疏水性.
石墨具有一系列的優(yōu)秀特性,主要有如下幾點.
1.耐高溫 石墨是已知的最耐高溫的非金屬材料之一,最高溫度可達3800℃在高溫條件下,石墨丟失最小.把各種材料在7000℃高溫下燒lOs石墨丟失0.8%,碳化硅丟失1.7%,高鋁剛玉丟失8.2%,最耐高溫的金屬氧化物—氧化錯丟失12.9%。由此可見,石墨的耐高溫功能是很杰出的.
2.導電性和導熱性 石墨的導電性盡管不能與銅、鋁等金屬相匹敵,但與一般材料比較,其導電性是適當高的,如比不銹鋼高4倍,比碳素鋼高2倍.但石墨的熱導率和一般的金屬不同,跟著溫度的升高,導熱系數(shù)下降,在極高的溫度下,石墨趨于絕緣狀況.因而,在超高溫條件下,石墨的絕緣功能是很牢靠的。
3.光滑性 石墨的摩擦系數(shù)小于0.1,鱗片越大,摩擦系數(shù)越小,光滑功能越好。
4.化學安穩(wěn)性 在常溫下,石墨具有杰出為化學安穩(wěn)性,耐酸堿和有機溶劑的腐蝕.但石墨的伉氧化能力差,450℃開端氧化,因而石墨及其制品不應(yīng)在氧化氣氛中運用.
5.特珠的抗熱震功能 石墨的熱膨脹系數(shù)很小,能抗驟冷驟熱的化.當溫度俄然發(fā)生變化時,不會發(fā)生裂紋.
6.可塑性 石墨具有杰出的可塑性,可碾成透光薄片.
因為石墨具有上述優(yōu)秀功能,因而在冶金、機械、電氣、化工、紡織,國防等工業(yè)鄒門獲得了廣泛使用,主要用處如下:
1.耐火材料 石墨在冶金工業(yè)頂用來作石墨柑堝.在煉鋼工業(yè)中作鋼錠保滬劑、鎂碳磚、冶金滬內(nèi)襯等,用量約占石墨產(chǎn)值的25%以上。
2.導電材料 在電氣工業(yè)中石墨廣泛用來作電極、電刷、碳棒、碳管、墊圈及顯像管涂層等.此外,石墨還可作低溫超導材料,高功率電池電極等. 在這一方面,石墨遇到人工石書的應(yīng)戰(zhàn),因為人工石墨中有害雜質(zhì)的數(shù)量能夠操控,且純度高、報價低.盡管如此,因為電氣工業(yè)的迅速發(fā)展以及天然鱗片石里的優(yōu)秀性質(zhì),因而天然石墨消耗量仍是逐年添加。
3.光滑材料和耐磨材料 石墨在機械工業(yè)中常作光滑荊(拔絲、拉管).光滑油往往不能在高速、高溫、高壓下作業(yè),而石墨耐磨材料能夠在-200-2000℃溫度和高速滑動(l00m/s)下使用.許多運送蝕腐介質(zhì)的設(shè)備廣泛選用石墨材料制成活塞環(huán)、密封圈和軸承,它們工作時勿需加光滑油。
4.鑄造 天然石墨最大的用處是用于鑄造,用量占石墨總產(chǎn)址的1/3以上。
5.封腐蝕材桿 石墨具有杰出的化學安穩(wěn)性.通過特殊加工的石墨具有耐腐蝕、導熱性好、浸透率低一級特色,很多用于熱交換器、反響槽、凝縮器、焚燒塔、吸收塔、冷卻器,加熱器和過濾器等。在石油、化工、濕法冶金、酸堿出產(chǎn)、合成纖維、造紙等工業(yè)部門得到廣泛使用。
6.國防和原子能工業(yè) 石墨具有優(yōu)秀的中子減速性,最早在原子反響堆中作減速劑.作為原子反響堆中的減速材料應(yīng)具有高熔點、安穩(wěn)、耐腐蝕等特色,而石墨完全能滿意上述要求.在國防工業(yè)中,石墨復合材料可用來作固沐燃料火箭的噴嘴、的奔錐、宇骯設(shè)備零件、隔熱材料和防輻射材料。
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