石墨碳的一種同素異構體

石墨碳的一種同素異構體 — —六方晶系的晶體。它是鑄鐵內常出現(xiàn)的以及石墨化鋼內含有的一種組織組分。應用學科：機械工程（一級學科）；機械工程(2)_熱處理（二級學科）；機械工程(2)一般熱處理名詞（三級學科）石墨是元素碳的一種同素異形體，每個碳原子的周邊連結著另外三個碳原子（排列方式呈蜂巢式的多個六邊形）以共價鍵結合，構成共價分子。由于每個碳原子均會放出一個電子，那些電子能夠自由移動，因此石墨屬于導電體。
石墨是其中一種最軟的礦物。
它的用途包括制造鉛筆芯和潤滑劑。碳是一種非金屬元素，位于元素周期表的第二周期IVA族。拉丁語為Carbonium，意為 "煤，木炭 "。漢字 "碳 "字由木炭的 "炭 "字加石字旁構成，從 "炭 "字音。存在形式　　 碳的存在形式是多種多樣的，有晶態(tài)單質碳如金剛石、石墨；有無定形碳如煤；有復雜的有機化合物如動植物等；碳酸鹽如大理石等。單質碳的物理和化學性質取決于它的晶體結構。高硬度的金剛石和柔軟滑膩的石墨晶體結構不同，各有各的外觀、密度、熔點等。
性質特征　　常溫下單質碳的化學性質比較穩(wěn)定，不溶于水、稀酸、稀堿和有機溶劑；不同高溫下與氧反應燃燒，生 成二氧化碳或一氧化碳；在鹵素中只有氟能與單質碳直接反應；在加熱下，單質碳較易被酸氧化；在高溫下，碳還能與許多金屬反應，生成金屬碳化物。碳具有還原性，在高溫下可以冶煉金屬。
　　石墨是碳質元素結晶礦物，它的結晶格架為六邊形層狀結構。每一網層間的距離為3.40?，同一網層中碳原子的間距為1．42?。屬六方晶系，具完整的層狀解理。解理面以分子鍵為主，對分子吸引力較弱，故其天然可浮性很好。
　　石墨與金剛石、碳60、碳納米管等都是碳元素的單質，它們互為同素異形體。
形態(tài)特性　　石墨質軟，黑灰色；有油膩感，可污染紙張。硬度為1～2，沿垂直方向隨雜質的增加其硬度可增至3～5。比重為1．9～2．3。比表面積范圍集中在1-20m2/g，在隔絕氧氣條件下，其熔點在3000℃以上，是最耐溫的礦物之一。它能導電、導熱。
　　自然界中純凈的石墨是沒有的，其中往往含有SiO2、Al2O3、FeO、CaO、P2O5、CuO等雜質。這些雜質常以石英、黃鐵礦、碳酸鹽等礦物形式出現(xiàn)。此外，還有水、瀝青、CO2、H2、CH4、N2等氣體部分。因此對石墨的分析，除測定固定碳含量外，還必須同時測定揮發(fā)分和灰分的含量。
同素異形體　　石墨與金剛石、碳60、碳納米管、石墨烯等都是碳元素的單質，它們互為同素異形體。[2] 天然石墨　　石墨的工藝特性主要決定于它的結晶形態(tài)。結晶形態(tài)不同的石墨礦物，具有不同的工業(yè)價值和用途。工業(yè)上，根據結晶形態(tài)不同，將天然石墨分為三類。
致密結晶狀石墨1．致密結晶狀石墨 　　致密結晶狀石墨又叫塊狀石墨。此類石墨結晶明顯晶體肉眼可見。顆粒直徑大于0．1毫米，比表面積范圍集中在0.1-1m2/g，晶體排列雜亂無章，呈致密塊狀構造。這種：石墨的特點是品位很高，一般含碳量為60～65%，有時達80～98%，但其可塑性和滑膩性不如鱗片石墨好。
鱗片石墨2．鱗片石墨 石墨晶體呈鱗片狀；這是在高強度的壓力下變質而成的，有大鱗片和細鱗片之分。此類石墨礦石的特點是品位不高，一般在2～3%，或10～25%之間。是自然界中可浮性最好的礦石之一，經過多磨多選可得高品位石墨精礦。這類石墨的可浮性、潤滑性、可塑性均比其他類型石墨優(yōu)越；因此它的工業(yè)價值最大。
隱晶質石墨3．隱晶質石墨 隱晶質石墨又稱微晶石墨或土狀石墨，這種石墨的晶體直徑一般小于1微米，比表面積范圍集中在1-5m2/g，是微晶石墨的集合體，只有在電子顯微鏡下才能見到晶形。此類石墨的特點是表面呈土狀，缺乏光澤，潤滑性比鱗片石墨稍差。品位較高。一般的60～85%。少數高達90%以上。一般應用于鑄造行業(yè)比較多。主要蘊藏在湖南郴州魯塘。隨這石墨提純技術的提高。土狀石墨應用越來越廣泛。
特種石墨成型方式　　石墨在工業(yè)上運用極廣，幾乎每個行業(yè)都會用到。工業(yè)上多用的是人造石墨，也就是特種石墨。按其成型的方式可分為以下幾種。
　　1．等靜壓石墨。也就是很多人叫的三高石墨，但是并不是三高就是等靜壓。
　　2．模壓石墨 　　3．擠壓石墨，多為電極材料。
　　其中按石墨的顆粒度分，也可分為：細節(jié)構石墨、中粗石墨（一般的顆粒度在0.8mm左右）、還有就是電極石墨（2-4mm）。
石墨熔點　　金剛石的熔點是3823K,石墨的熔點是3773K。石墨熔點低于金剛石。
　　比較石墨和金剛石的熔點不能單純地從鍵能的方面予以考慮，如果忽視掉熔化時斷裂鍵的個數，那么得到的數據也不可取。
　　數據來源：無機化學 下冊/武漢大學等校編 — —3版。
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