石墨是碳的結(jié)晶礦物之一,。1565年作為一種礦物被發(fā)現(xiàn),,1779年確定它的成分是 碳,1789年定名為“石墨”(希臘文為“寫”之意),。石墨的顏色為黑色,,晶體為六方板狀,但 少見,,般呈薄片狀或鱗片狀,集合體呈土狀,,為隱晶質(zhì)體。質(zhì)軟,、硬度小,,摩氏硬度為1 ?2,能污染紙張。比重2.1~ 2.3,。具有一組極*解理,。
石墨晶體屬六方晶系,具典型層狀結(jié)構(gòu)(圖1 - 1),。每一層中的碳原子按六方環(huán)狀排 列,,每原子為相鄰的三個原子所圍繞,其間距為1.42A®,。而層與層之間的距離為 3.4A,。層內(nèi)具有共價鍵一金屬鍵,而層間為分子鍵,。
石墨的工藝技術(shù)特性有:
1.耐尚溫
石墨是目前已知的zui耐高溫的材料之一,。在2000℃之上時,一般材料早已化為氣 體,,或M熔融狀態(tài),,就是一些難熔的金屬在2500℃左右也會失去強度。如鎢是已知的金 屬中熔點zui高的,,達3600℃,,但在此溫度下(還原氣氛中)石墨是不會熔化的,它的熔點為 3850℃:±50℃,;,沸點達4250℃:,。把各種耐溫的材料置于7000℃超高溫電弧下10s,,石墨
的損失zui小,按重量計,,石墨損失0.8%,,尼龍纖維增強酚醛塑料損失1.2%,碳化硅損失 1.7%,高鋁剛玉損失8.2%,zui耐高溫的金屬氧化物——氧化鋯損失12.9%。由此可 見,,石墨的耐高溫性能是很突出的,。
一般材料在高溫下強度逐漸降低,而石墨在加熱到2000℃時,,凡強度反而較常溫時 提高一倍,。但石墨的耐氧化性能差,隨著溫度的提高,,鉍化速度逐漸增加,。
2. 特殊的抗熱震性能
石墨具有良好的抗熱震性能,即當(dāng)溫度突然變化時,,熱膨脹系數(shù)小,,因而具有良好的 熱穩(wěn)定性,在溫度急冷急熱的變化時,,不會產(chǎn)生裂紋,。
3. 導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性
石墨具有良好的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性。雖然石墨的導(dǎo)電性不能與銅,、鋁等金屬相匹敵,, 但與一般的材料比,其導(dǎo)熱導(dǎo)電性是相當(dāng)高的,,如比不銹鋼高4倍,,比碳素鋼高2倍,比一般的非金屬高100倍,。
石墨的導(dǎo)熱性,,不僅超過鋼、鐵,、鋁等金屬材料,,而且隨溫度升高,導(dǎo)熱系數(shù)降低,,這 和一般金屬材料不同,一般金屬的導(dǎo)熱系數(shù)隨著溫度的升高而增大,。在*的溫度下,,石墨甚至趨于絕熱狀態(tài)。因此在超高溫條件下,,石墨具有隔熱性,。
4. 潤滑性
石墨的潤滑性能類似于二硫化鉬,摩擦系數(shù)小于0.1,。其潤滑性能隨鱗片大小而變, 鱗片愈大,,摩擦系數(shù)愈小,,潤滑性能愈好。
5. 可塑性
石墨具有可塑性,可展成透氣透光薄片,,但高強石墨硬度很大,,以至用金剛石刀具都 難以加工。
6. 化學(xué)穩(wěn)定性
常溫下石墨具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性,,能耐酸,、耐堿、耐有機溶劑的腐蝕,,但高溫時易氧化,。