石墨碳的一種同素異構(gòu)體

石墨碳的一種同素異構(gòu)體 — —六方晶系的晶體。它是鑄鐵內(nèi)常出現(xiàn)的以及石墨化鋼內(nèi)含有的一種組織組分。應(yīng)用學(xué)科：機(jī)械工程（一級(jí)學(xué)科）；機(jī)械工程(2)_熱處理（二級(jí)學(xué)科）；機(jī)械工程(2)一般熱處理名詞（三級(jí)學(xué)科）石墨是元素碳的一種同素異形體，每個(gè)碳原子的周邊連結(jié)著另外三個(gè)碳原子（排列方式呈蜂巢式的多個(gè)六邊形）以共價(jià)鍵結(jié)合，構(gòu)成共價(jià)分子。由于每個(gè)碳原子均會(huì)放出一個(gè)電子，那些電子能夠自由移動(dòng)，因此石墨屬于導(dǎo)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(gòu)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(zhì)碳如金剛石、石墨；有無定形碳如煤；有復(fù)雜的有機(jī)化合物如動(dòng)植物等；碳酸鹽如大理石等。單質(zhì)碳的物理和化學(xué)性質(zhì)取決于它的晶體結(jié)構(gòu)。高硬度的金剛石和柔軟滑膩的石墨晶體結(jié)構(gòu)不同，各有各的外觀、密度、熔點(diǎn)等。
性質(zhì)特征　　常溫下單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，不溶于水、稀酸、稀堿和有機(jī)溶劑；不同高溫下與氧反應(yīng)燃燒，生 成二氧化碳或一氧化碳；在鹵素中只有氟能與單質(zhì)碳直接反應(yīng)；在加熱下，單質(zhì)碳較易被酸氧化；在高溫下，碳還能與許多金屬反應(yīng)，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(zhì)元素結(jié)晶礦物，它的結(jié)晶格架為六邊形層狀結(jié)構(gòu)。每一網(wǎng)層間的距離為3.40?，同一網(wǎng)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(duì)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(zhì)，它們互為同素異形體。
形態(tài)特性　　石墨質(zhì)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(zhì)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(diǎn)在3000℃以上，是最耐溫的礦物之一。它能導(dǎo)電、導(dǎo)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(zhì)。這些雜質(zhì)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(duì)石墨的分析，除測定固定碳含量外，還必須同時(shí)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(zhì)，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(jié)晶形態(tài)。結(jié)晶形態(tài)不同的石墨礦物，具有不同的工業(yè)價(jià)值和用途。工業(yè)上，根據(jù)結(jié)晶形態(tài)不同，將天然石墨分為三類。
致密結(jié)晶狀石墨1．致密結(jié)晶狀石墨 　　致密結(jié)晶狀石墨又叫塊狀石墨。此類石墨結(jié)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(gòu)造。這種：石墨的特點(diǎn)是品位很高，一般含碳量為60～65%，有時(shí)達(dá)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(qiáng)度的壓力下變質(zhì)而成的，有大鱗片和細(xì)鱗片之分。此類石墨礦石的特點(diǎn)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(jīng)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(jià)值最大。
隱晶質(zhì)石墨3．隱晶質(zhì)石墨 隱晶質(zhì)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(diǎn)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(shù)高達(dá)90%以上。一般應(yīng)用于鑄造行業(yè)比較多。主要蘊(yùn)藏在湖南郴州魯塘。隨這石墨提純技術(shù)的提高。土狀石墨應(yīng)用越來越廣泛。
特種石墨成型方式　　石墨在工業(yè)上運(yùn)用極廣，幾乎每個(gè)行業(yè)都會(huì)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．?dāng)D壓石墨，多為電極材料。
　　其中按石墨的顆粒度分，也可分為：細(xì)節(jié)構(gòu)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(diǎn)　　金剛石的熔點(diǎn)是3823K,石墨的熔點(diǎn)是3773K。石墨熔點(diǎn)低于金剛石。
　　比較石墨和金剛石的熔點(diǎn)不能單純地從鍵能的方面予以考慮，如果忽視掉熔化時(shí)斷裂鍵的個(gè)數(shù)，那么得到的數(shù)據(jù)也不可取。
　　數(shù)據(jù)來源：無機(jī)化學(xué) 下冊/武漢大學(xué)等校編 — —3版。
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