石墨的密度因纯度、结晶程度及制备工艺不同而有所变化,具体分析如下:
一、密度范围
天然石墨 天然石墨的密度通常在 2.09-2.33g/cm³
之间。 - 纯度较高的天然石墨密度可达 2.26g/cm³;
- 含杂质较多的石墨密度可能降至 1.5-1.8g/cm³。
人工合成石墨
通过化学气相沉积(CVD)等工艺制得的合成石墨密度范围更广,通常在 1.5-2.3g/cm³之间。
二、影响因素
纯度: 高纯度石墨密度更高,杂质会降低密度; 结晶度
制备工艺:如高温高压下形成的石墨密度可能高于常温下制备的样品。
三、物理性质关联
石墨的层状结构导致其:
垂直于层面的滑动性:层间弱范德华力使石墨在平面方向硬度较高(莫氏硬度1.5),但垂直方向较软;
导电性:层内自由电子传输形成导电性。
四、应用说明
电极材料:高密度石墨(如天然石墨)因导电性被用于电池、电解设备;
润滑剂:石墨鳞片大小影响润滑性能,工业中常用作轴承润滑剂。
综上,石墨密度是一个受多种因素影响的物理参数,实际应用中需结合具体材质特性进行选择。
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