石墨粉

2020-10-21

　　石墨粉质软，黑灰色;有油腻感，可污染纸张。硬度为1～2，沿垂直方向随杂质的增加其硬度可增至3～5。比重为1.9～2.3。在隔绝氧气条件下，其熔点在3000℃以上，是最耐温的矿物之一。常温下石墨粉的化学性质比较稳定，不溶于水、稀酸、稀碱和有机溶剂;材料具有耐高温导电性能，可做耐火材料，导电材料，耐磨润滑材料。

　　材料特质

　　石墨粉是化学反应很灵敏的物质，在不同的环境里面他的电阻率都会变，也就是他的电阻值会变，但有一点是不会变的，石墨粉是很好的非金属导电物质之一，只要在绝缘的物体里面保证石墨粉不间断，像一条细线那样也会通电的，但是，电阻值是多少，这个数值也没一个准确的数，因为石墨粉的粗细不一样，用在不同的材料和环境石墨粉电阻值也会不一样。石墨由于其特殊结构，而具有如下特殊性质：

　　1) 耐高温型：石墨的熔点为3850±50℃，沸点为4250℃，即使经超高温电弧灼烧，重量的损失很小，热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而加强，在2000℃时，石墨强度提高一倍。

　　2) 导电、导热性：石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍。导热性超过钢、铁、铅等金属材料。导热系数随温度升高而降低，甚至在极高的温度下，石墨成绝热体。

　　3) 润滑性：石墨的润滑性能取决于石墨鳞片的大小，鳞片越大，摩擦系数越小，润滑性能越好。

　　4) 化学稳定性：石墨在常温下有良好的化学稳定性，能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。

　　5) 可塑性：石墨的韧性好，可连成很薄的薄片。

　　6) 抗热震性：石墨在常温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏，温度突变时，石墨的体积变化不大，不会产生裂纹。

　　应用案例

　　1、作耐火材料: 石墨及其制品具有耐高温、高强度的性质，在冶金工业中主要用来制造石墨坩埚，在炼钢中常用石墨作钢锭之保护剂，冶金炉的内衬。

　　2、作导电材料: 在电气工业上用作制造电极、电刷、碳棒、碳管、水银正流器的正极，石墨垫圈、电话零件，电视机显像管的涂层等。

　　3、作耐磨润滑材料: 石墨在机械工业中常作为润滑剂。润滑油往往不能在高速、高温、高压的条件下使用，而石墨耐磨材料可以在(一) 200~2000 ℃温度中在很高的滑动速度下，不用润滑油工作。许多输送腐蚀介质的设备，广泛采用石墨材料制成活塞杯，密封圈和轴承，它们运转时勿需加入润滑油。石墨乳也是许多金属加工(拔丝、拉管)时的良好的润滑剂。

　　用途

　　工业

　　石墨具有良好的化学稳定性。经过特殊加工的石墨，具有耐腐蚀、导热性好，渗透率低等特点，就大量用于制作热交换器，反应槽、凝缩器、燃烧塔、吸收塔、冷却器、加热器、过滤器、泵设备。广泛应用于石油化工、湿法冶金、酸碱生产、合成纤维、造纸等工业部门，可节省大量的金属材料。

　　作铸造、翻砂、压模及高温冶金材料: 由于石墨的热膨胀系数小，而且能耐急冷急热的变化，可作为玻璃器的铸模，使用石墨后黑色金属得到铸件尺寸精确，表面光洁成品率高，不经加工或稍作加工就可使用，因而节省了大量金属。生产硬质合金等粉末冶金工艺，通常用石墨材料制成压模和烧结用的瓷舟。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。此外石墨还可作真空冶炼的石墨隔热板和底座，高温电阻炉炉管，棒、板、格棚等元件。

　　石墨还能防止锅炉结垢，有关单位试验表明，在水中加入一定量的石墨粉(每吨水大约用4~5 克)能防止锅炉表面结垢。此外石墨涂在金属烟囱、屋顶、桥梁、管道上可以防腐防锈。

　　石墨可作铅笔芯、颜料、抛光剂。石墨经过特殊加工以后，可以制作各种特殊材料用于有关工业部门。

　　此外，石墨还是轻工业中玻璃和造纸的磨光剂和防锈剂，是制造铅笔、墨汁、黑漆、油墨和人造金刚石、钻石不可缺少的原料。它是一种很好的节能环保材料，美国已用它做为汽车电池。随着现代科学技术和工业的发展，石墨的应用领域还在不断拓宽，已成为高科技领域中新型复合材料的重要原料，在国民经济中具有重要的作用。

　　国防

　　用于原子能工业和国防工业: 石墨具有良好的中子减速剂用于原子反应堆中，铀一石墨反应堆是应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材料应当具有高熔点，稳定，耐腐蚀的性能，石墨完全可以满足上述要求。作为原子反应堆用的石墨纯度要求很高，杂质含量不应超过几十个PPM 。特别是其中硼含量应少于0.5PPM 。在国防工业中还用石墨制造固体燃料火箭的喷嘴，导弹的鼻锥，宇宙航行设备的零件，隔热材料和防射线材料。

　　发展前景

　　预计未来十年间，只要整个市场足以支撑，矿业开采和扩充成功的话，石墨粉的产能将继续呈增长态势。新增的石墨产能，将弥补当前由于工程失误导致采矿终致而损失的10万吨鳞片石墨的产能。据业内人士分析，全球石墨产品研发将在十大领域展开。同时，在原国家建材局制定的作为世界最大的石墨生产国，中国的产量占世界总产量的40%~50%。世界的第二生产国印度，在过去的十多年间，石墨产量占到了15%左右。其他生产国有巴西(7%)，墨西哥(6%)，朝鲜(占6%)。上述五国的石墨产量总和占到了世界总产量的75%以上。

　　如果今后世界石墨市场环境继续朝着有利的方向发展，石墨产量还会增加，尤其是巴西、加拿大、中、印度和墨西哥。总量有望增加120000吨。“十五”规划中提出了石墨深加工的方向的引导下，今后五年我国重点发展的石墨深加工产品是异型碳、氟化石墨、渗硅石墨、显像管石墨乳、锂离子电池、碳材料、燃料电池碳材料等。

　　此外，我国石墨深加工产品的生产目前尚有较大空白，开发工作大有作为。比如，世界上有1000个核电站，我国目前只有三个，而国家规划将建23个，其所用的核纯石墨基本上全部依赖进口。

　　目前，随着经济发展的全球化，全球石墨业产品研发将在十大领域展开：

　　1、高性能密封件及制品，世界有100亿美元的交易额，最高档的核反用石墨产品120万美元/吨。该产品中有四个关键技术，插入技术、膨化硫技术、复合增强技术，成型技术。

　　2、高性能导电材料，一是做成层间化合物;二是高性能稳定性;三是工艺修复性。

　　3、电池材料。

　　4、环保材料。

　　5、生物材料。

　　6、隔音隔热材料。

　　7、防护安全材料。

　　8、屏蔽材料。

　　9、工艺美术材料。

　　10、催化剂。