⽯墨简介

     ⽯墨是元素碳的⼀种同素异形体，每个碳原⼦的周边连结着另外三个碳原 ⼦（排列⽅式呈蜂巢式的多个六边形）以共价键结合，构成共价分⼦。由于每个碳原⼦均会放出⼀个电⼦，那些电⼦能够⾃由移动，因 此⽯墨属于导电体。 ⽯墨是其中⼀种较软的矿物，它的⽤途包括制造铅笔芯和润滑剂。碳是⼀种⾮⾦属元素，位于元素周期表的第⼆ 周期IVA族。

⽯墨特征

     ⼀、⽯墨在常温下单质碳的化学性质⽐较稳定，不溶于 ⽔、稀酸、稀碱和有机溶剂；⾼温下与氧反应燃烧，⽣成⼆氧化碳或⼀氧化碳；在⻧素中只有氟能与单质碳直接反应；在加热下，单质 碳较易被酸氧化；在⾼温下，碳还能与许多⾦属反应，⽣成⾦属碳化物。碳具有还原性，在⾼温下可以冶炼⾦属。此外，近年的研究发 现，⽯墨可以被氯磺酸溶解，形成单层⽯墨烯的氯磺酸“溶液”。

     ⼆、⽯墨质软，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。⽐表⾯积范围集中在1-20m2/g，在隔绝氧⽓条件下，其熔点在3000℃以 上，是较耐温的矿物之⼀。它能导电、导热。

     三、⽯墨⾃然界中没有纯净的⽯墨，其中往往含有SiO2、Al2O3、FeO、 CaO、P2O5、CuO等杂质。这些杂质常以⽯英、⻩铁矿、碳酸盐等矿物形式出现。此外，还有⽔、沥⻘、CO2、H2、CH4、N2等⽓ 体部分。因此对⽯墨的分析，除测定固定碳含量外，还必须同时测定挥发分和灰分的含量。

⽯墨⽤途

     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。

     4、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、造纸等⼯业部⻔，可节省⼤量的⾦属材料。不透性⽯墨的品种因所含树脂不同，耐蚀 性也有差异。如酚醛树脂浸渍者耐酸，但不耐碱；糠醇树脂浸渍者既耐酸，⼜耐碱。不同品种的耐热性也有差异：碳和⽯墨在还原性⽓ 氛中可耐2000~3000℃，在氧化⽓氛中分别在350℃和400℃开始氧化；不透性⽯墨品种随浸渍剂⽽异，⼀般由酚醛或糠醇浸渍者耐热 在180℃以下。

     5、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准确，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。单晶硅的晶体⽣⻓坩埚，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。

     6、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。

     7、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。

     8、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⻔