石墨(Graphite)是一种 碳的同素异形体,主要成分是碳。它通常产于变质岩中,由煤或碳质岩石(或沉积物)在区域变质作用或岩浆侵入作用下形成。石墨的每个碳原子与周围三个碳原子通过共价键连接,形成蜂巢式的六边形排列,层间结合力较弱。这使得石墨具有层状结构,层间距离为340皮米,同一网层中碳原子的间距为142皮米,属于六方晶系。石墨的单晶呈鳞片状、板状,通常为鳞片状、块状或土状的集合体,平行底面具有完全解理。
石墨具有多种优良性质:
导电性:
由于每个碳原子都能释放出一个电子,这些电子能够自由移动,使石墨成为一种导电体。
化学稳定性:
石墨的化学性质不活泼,耐腐蚀,与酸、碱等药剂不易发生反应。
润滑性:
石墨具有滑腻感,常用作抗摩剂和润滑材料。
耐高温性:
石墨在高温下仍能保持稳定,可用于制作坩埚、电极、干电池等高温应用。
中子减速剂:
高纯度石墨在核反应堆中可用作中子减速剂。
石墨的用途广泛,包括制造铅笔芯、润滑剂、电极、坩埚、干电池等,也用于冶金、机械、电气、化工、纺织和国防等工业部门。此外,石墨耐火材料在炼钢业中应用广泛。
根据不同的应用需求,石墨可以分为天然石墨和人造石墨。天然石墨主要来源于石墨矿藏,而人造石墨则可以通过石油焦、沥青焦等为原料经过一系列工序处理制得。