石墨是一种由碳元素组成的碳的同素异形体,具有以下特性和应用:
一、基本特性
物理性质 - 颜色:灰黑色,不透明固体
- 硬度:1~2(纯石墨),杂质含量增加可达3~5
- 导电性、导热性:优异的导电和导热性能
- 耐高温性:熔点高达3000℃,适用于高温环境
- 润滑性:天然石墨是最早的人工润滑剂
化学性质
- 耐腐蚀性:化学性质稳定,不与酸、碱等药剂反应
- 自润滑性:层状结构使其在滑动表面减少摩擦
二、分类与用途
主要分类
- 天然石墨: 来自石墨矿藏,呈鳞片状或层状结构 - 人造石墨
- 其他形态:土状石墨(松散粉末状)
核心应用领域 - 冶金工业:
用于耐火材料(如耐火砖、铸造材料),炼钢业消耗量占全球耐火材料300吨/年
- 新能源领域:电极材料(如电池负极)
- 高端制造:航空航天、军工设备中的耐磨部件
- 日常用品:铅笔芯、润滑剂
三、其他特性
热稳定性:在高温下可转化为金刚石,硬度显著提升
可塑性:可加工成电极、涂层等复杂形状
环境适应性:耐辐射、抗冲击
四、历史与延伸
古代曾用石墨作为煤的代称,现代通过化学工艺可制得高纯度石墨或金刚石。随着科技发展,其应用场景持续扩展至电子、环保等领域。