石墨的特性与用途

石墨是碳的一种同素异形体，为灰黑色、不透明固体，化学性质稳定，耐腐蚀，同酸、碱等药剂不易发生反应。天然石墨来自石墨矿藏，也能够以石油焦、沥青焦等为质料，经过一系列工序处理而制成人造石墨。石墨在氧气中燃烧生成二氧化碳，可被强氧化剂如浓硫酸、高锰酸钾等氧化。可用作抗磨剂、润滑剂，高纯度石墨用作原子反应堆中的中子减速剂，还可用于制作坩埚、电极、电刷、干电池、石墨纤维、换热器、冷却器、电弧炉、弧光灯、铅笔的笔芯等。现在石墨已经在各个范畴傍边“发光发热”，其首要涉及有以下方面：
1.能够用作耐火资料
    石墨及其制品具有耐高温、高强度的性质，在冶金工业中首要用来制作石墨坩埚，在炼钢中常用石墨坩埚，在炼钢中常用石墨作钢锭之保护剂，冶金炉的内衬。
2.炼钢
    石墨和其他杂质资料用于炼钢工业时可作为增碳剂。渗碳运用的碳质资料的规模，很广，包括人造石墨、石油焦、冶金焦炭和天然石墨。在世界规模内炼钢增碳剂用石墨仍是土状石墨的首要用途之一。
3.作导电资料
    石墨的导电性能力是由其分子结构决定的，它的分子结构是由层状的碳原子构成的，这些碳原子之间通过共价键相互连接，形成了一个平面的六角形结构。这种结构使得石墨具有了十分好的导电性能力。石墨的电导率能够达到十分高的数值。这是因为石墨的分子结构中存在着很多的自在电子，这些自在电子能够在石墨中自在移动，从而形成了电流。此外，石墨的导电性能力还受到温度和压力等要素的影响。在高温文高压的情况下，石墨的导电性能力会愈加强壮。
    石墨的导电性能力使得它在许多范畴都有着广泛的运用。例如，在电子工业中，石墨被用作电极资料、导电资料和电热资料等。在化学工业中，石墨被用作催化剂和电极资料等。此外，石墨还被广泛运用于航空航天、轿车制作、建筑资料等范畴。
4.作耐磨和润滑资料
    石墨在机械工业中常作润滑剂。润滑油往往不能在高速、高温、高压的条件下运用，而石墨耐磨资料能够在200℃-2000℃并在很高的滑动速度下（100m/s）不用润滑油作业。许多运送腐蚀介质的设备，广泛采用石墨资料制成活塞环、密封圈和轴承，它们运转时，勿需参加润滑油，石墨乳也是许多金属加工（拔丝、拉管）时的杰出的润滑剂。
5.作耐腐蚀资料
    石墨具有杰出的化学稳定性。经过特殊加工的石墨，具有耐腐蚀、导热性好、渗透率低一级特色，能够很多用于制作热交换器、反应槽、凝缩器、燃烧塔、吸收塔、冷却器、加热器、过滤器、泵等设备。这些设备用于石油化工、湿法冶金、酸碱出产、合成纤维、造纸等工业部门，可节省很多的金属资料。
6.作铸造、翻砂、压模及高冶金资料
    由于石墨的膨胀系数小，并且能耐急冷急热的改变，可作为玻璃器皿的铸模，运用石墨后，黑色金属得到的铸件尺寸精确，表面光洁，成品率高，不经加工或稍作加工就可运用，因而节省了很多金属。出产硬质合金等粉末冶金工艺，通常用石墨资料制成压模和烧结用的舟皿。单晶硅的晶体生长坩埚、区域精炼容器、支架、夹具、感应加热器等都是用高纯石墨加工而成的。此外，石墨还能够作真空冶炼的石墨隔热板和底座，高电阻炉炉管、棒、板、格棚等元件。
7.用于原子能工业和国防工业
    石墨具有杰出的中子减速性能，最早作为减速剂用于原子反应堆中，铀一石墨反应堆是现在运用较多的一种原子反应堆。作为动力用的原子能反应堆中的减速资料应当具有高熔点、稳定、耐腐蚀的性能，石墨完全能够满意上述要求。作为原子反应堆用的石墨纯度要求很高，杂质含量不应超越几十个PPm（PPm为百万分之一），特别是其间硼的含量应小于0.5PPm。在国防工业中还用石墨制作固体燃料火箭的喷嘴，导弹的鼻锥，字宙航行设备的零件，隔热资料和防射线资料。
8.作防垢防锈资料
    石墨能防止锅炉结垢，研讨表明，在水中参加一定量的石墨粉（每吨水大约用49—59），能防止锅炉表面结垢。此外石墨涂在金属烟囱、房顶、桥梁、管道上能够防腐和防锈。