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非金屬石墨性質(zhì)和用途石墨是碳的同素異構(gòu)體之一,密度2100-2300kg/m’,莫氏硬度1-2.石墨礦物屬六方晶系,層狀結(jié)構(gòu),同一網(wǎng)層中碳原子間距為1.42A,層與層之間間距為3.354A.層間以分子鍵連接,具有良好的天然疏水性. 石墨具有一系列的優(yōu)良特性,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,石墨損失最小.把各種材料在7000℃高溫下燒lOs石墨損失0.8%,碳化硅損失1.7%,高鋁剛玉損失8.2%,最耐高溫的金屬氧化物—氧化錯損失12.9%。由此可見,石墨的耐高溫性能是很突出的. 2.導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性 石墨的導(dǎo)電性雖然不能與銅、鋁等金屬相匹敵,但與一般材料相比,其導(dǎo)電性是相當高的,如比不銹鋼高4倍,比碳素鋼高2倍.但石墨的熱導(dǎo)率和一般的金屬不同,隨著溫度的升高,導(dǎo)熱系數(shù)降低,在極高的溫度下,石墨趨于絕緣狀態(tài).因此,在超高溫條件下,石墨的絕緣性能是很可靠的。 3.潤滑性 石墨的摩擦系數(shù)小于0.1,鱗片越大,摩擦系數(shù)越小,潤滑性能越好。 4.化學(xué)穩(wěn)定性 在常溫下,石墨具有良好為化學(xué)穩(wěn)定性,耐酸堿和有機溶劑的腐蝕.但石墨的伉氧化能力差,450℃開始氧化,因此石墨及其制品不應(yīng)在氧化氣氛中使用. 5.特珠的抗熱震性能 石墨的熱膨脹系數(shù)很小,能抗驟冷驟熱的化.當溫度突然發(fā)生變化時,不會產(chǎn)生裂紋. 6.可塑性 石墨具有良好的可塑性,可碾成透光薄片. 由于石墨具有上述優(yōu)良性能,因而在冶金、機械、電氣、化工、紡織,國防等工業(yè)鄒門獲得了廣泛應(yīng)用,主要用途如下 1.耐火材料 石墨在冶金工業(yè)中用來作石墨柑堝.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)量的25%以上. 2.導(dǎo)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(dǎo)材料,高功率電池電極等. 在這一方面,石墨遇到人造石書的挑戰(zhàn),因為人造石墨中有害雜質(zhì)的數(shù)量可以控制,且純度高、價格低.盡管如此,由于電氣工業(yè)的迅速發(fā)展以及天然鱗片石里的優(yōu)良性質(zhì),因此天然石墨消耗量仍是逐年增加. 3.潤滑材料和耐磨材料 石墨在機械工業(yè)中常作潤滑荊(拔絲、拉管).潤滑油往往不能在高速、高溫、高壓下工作,而石墨耐磨材料可以在-200-2000℃溫度和高速滑動(l00m/s)下應(yīng)用.許多輸送蝕腐介質(zhì)的設(shè)備廣泛采用石墨材料制成活塞環(huán)、密封圈和軸承,它們運轉(zhuǎn)時勿需加潤滑油。 4.鑄造 天然石墨最大的用途是用于鑄造,用量占石墨總產(chǎn)址的1/3以上。 5.封腐蝕材桿 石墨具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性.經(jīng)過特殊加工的石墨具有耐腐蝕、導(dǎo)熱性好、滲透率低等特點,大量用于熱交換器、反應(yīng)槽、凝縮器、燃燒塔、吸收塔、冷卻器,加熱器和過濾器等。在石油、化工、濕法冶金、酸堿生產(chǎn)、合成纖維、造紙等工業(yè)部門得到廣泛應(yīng)用. 6.國防和原子能工業(yè) 石墨具有優(yōu)良的中子減速性,最早在原子反應(yīng)堆中作減速劑.作為原子反應(yīng)堆中的減速材料應(yīng)具有高熔點、穩(wěn)定、耐腐蝕等特點,而石墨完全能滿足上述要求.在國防工業(yè)中,石 除上述用途外,石墨還可作除垢劑、拋光劑、顏料等。 |