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石墨的性质

石墨是碳族元素,是碳元素的结晶体,工业上根据石墨的结晶程度不同,将其分为晶质石墨(鳞片状)和隐晶石墨(土状石墨)。石墨矿物属于六方晶系,层状构造,有特殊的原子结构,并使石墨有一系列特性:

  1. 耐高温性:石墨是目前最耐高温的材料之一,最高温度可达3800℃,甚至在超高温电弧下石墨重量损失最小,在2000℃时,石墨强度可提高一倍。
  2. 导电导热性:石墨比一般非金属导电性高一百倍,导热性不仅超过钢、铁、铅等金属材料,而且导热系数还随温度的升高而降低,甚至在极高温度下,石墨处于绝热状态。
  3. 润滑性:石墨的润滑性能取决于石墨鳞片的大小,鳞片越大,摩擦系数越小,润滑性能越好。
  4. 化学稳定性:石墨在常温下有良好的化学稳定性,能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。
  5. 可塑性:石墨的韧性很好,可碾成很薄的薄片。
  6. 抗热震性:石墨在高温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏,温度突变时,石墨的体积变化不大,不会产生裂纹。


石墨的用途

由于石墨具有上述的特殊性能,所以在冶金、机械、石油、化工、核工业、国防等领域得到广泛的应用,其主要用途:

  1. 耐火材料:在冶炼工业中,用石墨制造石墨坩埚、作钢锭的保护剂、作冶炼炉内衬的镁碳砖。
  2. 导电材料:在电器工业中,广泛采用石墨作电极、电刷、电棒、碳管以及电视机显象管的涂料等。
  3. 耐磨材料和润滑剂:在许多机械设备中,用石墨作耐磨和润滑材料,可以在-200~2000℃温度范围内以100m/s的速度滑动,不用或少用润滑油。
  4. 密封材料:用柔性石墨作离心泵、水轮机、汽轮机和输送腐蚀介质的设备的活塞环垫圈、密封圈等。
  5. 耐腐蚀材料:用石墨制作器皿、管道和设备,可耐各种腐蚀性气体和液体的腐蚀,广泛用于石油、化工、湿法冶金等部门。
  6. 隔热、耐高温、防辐射材料:石墨可作为核反应堆中中子减速剂以及火箭的喷嘴、导弹的鼻锥、宇航设备零件、隔热材料、防射线材料等。








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