石墨含量在99.9%以上的石墨叫高純石墨
高純石墨
石墨含量在99.9%以上的石墨叫高純石墨。是理想的無機非金屬用坩堝舟皿、單晶爐用加熱器、電火花加工石墨、燒結模具、電子管陽極、金屬塗鍍、半導體(ti) 技術用的石墨坩堝、發射電子管、閘流管和汞弧整流器用的石墨陽極、柵極等。
高純石墨 - 高純石墨特點
高純石墨具有電阻係數小、耐高溫、耐腐蝕、抗氧化、抗熱震性好、導電、導熱膨脹係數小、自潤滑、易於(yu) 精密機加工等優(you) 點。
高純石墨 - 石墨相關(guan) 組成
石墨與(yu) 金剛石、碳60、碳納米管等都是碳元素的單質,它們(men) 互為(wei) 同素異形體(ti) 。
石墨質軟,黑灰色;有油膩感,可汙染紙張。硬度為(wei) 1~2,沿垂直方向隨雜質的增加其硬度可增至3~5。比重為(wei) 1.9~2.3。比表麵積範圍集中在1-20m2/g(F-Sorb2400比表麵積儀(yi) BET方法測試),在隔絕氧氣條件下,其熔點在3000℃以上,是最耐溫的礦物之一。
自然界中純淨的石墨是沒有的,其中往往含有Si02、A1203、Fe0、CaO、P2O5、Cu0等雜質。這些雜質常以石英、黃鐵礦、碳酸鹽等礦物形式出現。此外,還有水、瀝青、CO2、H2、CH4、N2等氣體(ti) 部分。因此對石墨的分析,除測定固定碳含量外,還必須同時測定揮發分和灰分的含量。
高純石墨 - 石墨的工藝特性
主要決(jue) 定於(yu) 它的結晶形態。結晶形態不同的石墨礦物,具有不同的工業(ye) 價(jia) 值和用途。工業(ye) 上,根據結晶形態不同,將天然石墨分為(wei) 三類。
1.致密結晶狀石墨
致密結晶狀石墨又叫塊狀石墨。此類石墨結晶明顯晶體(ti) 肉眼可見。顆粒直徑大於(yu) 0.1毫米,比表麵積範圍集中在0.1-1m2/g(F-Sorb2400比表麵積儀(yi) BET方法測試),晶體(ti) 排列雜亂(luan) 無章,呈致密塊狀構造。這種:石墨的特點是品位很高,一般含碳量為(wei) 60~65%,有時達80~98%,但其可塑性和滑膩性不如鱗片石墨好。石墨比表麵積研究是非常重要的,石墨的比表麵積檢測數據隻有采用BET方法檢測出來的結果才是真實可靠的,國內(nei) 目前有很多儀(yi) 器隻能做直接對比法的檢測,現在國內(nei) 也被淘汰了。目前國內(nei) 外比表麵積測試統一采用多點BET法,國內(nei) 外製定出來的比表麵積測定標準都是以BET測試方法為(wei) 基礎的,請參看中國國家標準(GB/T19587-2004)-氣體(ti) 吸附BET原理測定固態物質比表麵積的方法。比表麵積檢測其實是比較耗費時間的工作,由於(yu) 樣品吸附能力的不同,有些樣品的測試可能需要耗費一整天的時間,如果測試過程沒有實現完全自動化,那測試人員就時刻都不能離開,並且要高度集中,觀察儀(yi) 表盤,操控旋鈕,稍不留神就會(hui) 導致測試過程的失敗,這會(hui) 浪費測試人員很多的寶貴時間。真正完全自動化智能化比表麵積測試儀(yi) 產(chan) 品,才符合測試儀(yi) 器行業(ye) 的國際標準,同類國際產(chan) 品全部是完全自動化的,人工操作的儀(yi) 器國外早已經淘汰。真正完全自動化智能化比表麵積分析儀(yi) 產(chan) 品,將測試人員從(cong) 重複的機械式操作中解放出來,大大降低了他們(men) 的工作強度,培訓簡單,提高了工作效率。真正完全自動化智能化比表麵積測定儀(yi) 產(chan) 品,大大降低了人為(wei) 操作導致的誤差,提高測試精度。F-Sorb2400比表麵積測試儀(yi) 是真正能夠實現BET法檢測功能的儀(yi) 器(兼備直接對比法),更重要的F-Sorb2400比表麵積測試儀(yi) 是迄今為(wei) 止國內(nei) 唯一完全自動化智能化的比表麵積檢測設備,其測試結果與(yu) 國際一致性很高,穩定性也很好,同時減少人為(wei) 誤差,提高測試結果精確性。
2.鱗片石墨鱗片石墨
石墨晶體(ti) 呈鱗片狀;這是在高強度的壓力下變質而成的,有大鱗片和細鱗片之分。此類石墨礦石的特點是品位不高,一般在2~3%,或100~25%之間。是自然界中可浮性最好的礦石之一,經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(you) 越;因此它的工業(ye) 價(jia) 值最大。
3.隱晶質石墨隱晶質石墨
隱品質石墨又稱非晶質石墨或土狀石墨,這種石墨的晶體(ti) 直徑一般小於(yu) 1微米,比表麵積範圍集中在1-5m2/g(F-Sorb2400比表麵積儀(yi) BET方法測試),是微晶石墨的集合體(ti) ,隻有在電子顯微鏡下才能見到晶形。此類石墨的特點是表麵呈土狀,缺乏光澤,潤滑性也差。品位較高。一般的60~80%。少數高達90%以上。礦石可選性較差。
石墨在工業(ye) 上運用極廣,幾乎每個(ge) 行業(ye) 都會(hui) 用到。工業(ye) 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(wei) 以下幾種。
1、等靜壓石墨。也就是很多人叫的三高石墨,但是並不是三高就是等靜壓。
2、模壓石墨
3、擠壓石墨,多為(wei) 電極材料。
其中按石墨的顆粒度分,也可分為(wei) :細節構石墨(一般比表麵積在10-20m2/g,F-Sorb2400比表麵積儀(yi) BET方法測試)、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)。
高純石墨 - 石墨特殊性質
1)耐高溫型:石墨的熔點為(wei) 3850±50℃,沸點為(wei) 4250℃,即使經超高溫電弧灼燒,重量的損失很小,熱膨脹係數也很小。石墨強度隨溫度提高而加強,在2000℃時,石墨強度提高一倍。
2)導電、導熱性:石墨的導電性比一般非金屬礦高一百倍。導熱性超過鋼、鐵、鉛等金屬材料。導熱係數隨溫度升高而降低,甚至在極高的溫度下,石墨成絕熱體(ti) 。石墨能夠導電是因為(wei) 石墨中每個(ge) 碳原子與(yu) 其他碳原子隻形成3個(ge) 共價(jia) 鍵,每個(ge) 碳原子仍然保留1個(ge) 自由電子來傳(chuan) 輸電荷。
3)潤滑性:石墨的潤滑性能取決(jue) 於(yu) 石墨鱗片的大小,鱗片越大,摩擦係數越小,潤滑性能越好。
4)化學穩定性:石墨在常溫下有良好的化學穩定性,能耐酸、耐堿和耐有機溶劑的腐蝕。
5)可塑性:石墨的韌性好,可碾成很薄的薄片。
6)抗熱震性:石墨在常溫下使用時能經受住溫度的劇烈變化而不致破壞,溫度突變時,石墨的體(ti) 積變化不大,不會(hui) 產(chan) 生裂紋。
高純石墨 - 名字來源
源於(yu) 希臘文“graphein”,意為(wei) “用來寫(xie) ”。由德國化學家和礦物學家A.G.Werner於(yu) 1789命名;
化學組成:成分純淨者極少,往往含各種雜質;
類別:自然元素-非金屬元素-碳族
晶係和空間群:六方晶係,P63/mmm;
晶胞參數:a0=0.246nm,c0=0.670nm;
形態:單晶體(ti) 常呈片狀或板狀,但完整的很少見。集合體(ti) 通常為(wei) 鱗片狀,塊狀和土狀;
顏色:鐵黑色;
條痕:光亮黑色
透明度:不透明
光澤:呈半金屬光澤
硬度:1-2
解理和斷口:平行解理極完全;
比重:2.21-2.26g/cm3
比表麵積:5-10m2/g(F-Sorb2400比表麵積儀(yi) BET方法測試),
其他性質:薄片具撓性,有滑感,易汙手,具有良好的導電性;
鑒定特征鐵黑色,硬度低,一組極完全解理,有滑感和染手;
高純石墨 - 成因和產(chan) 狀
石墨是在高溫下形成。分布最廣是石墨的變質礦床,係由富含有機質或碳質的沉積岩經區域變質作用而成;
高純石墨 - 主要用途
石墨在工業(ye) 上用途很廣,用於(yu) 製作冶煉上的高溫坩堝、機械工業(ye) 的潤滑劑、製作電極和鉛筆芯;廣泛用於(yu) 冶金工業(ye) 的高級耐火材料與(yu) 塗料、軍(jun) 事工業(ye) 火工材料安定劑、輕工業(ye) 的鉛筆芯、電氣工業(ye) 的碳刷、電池工業(ye) 的電極、化肥工業(ye) 催化劑等。鱗片石墨經過深加工,又可生產(chan) 出石墨乳、石墨密封材料與(yu) 複合材料、登录雷竞技app页面、石墨減磨添加劑等高新技術產(chan) 品,成為(wei) 各個(ge) 工業(ye) 部門的重要非金屬礦物原料
高純石墨 - 石墨新用途:
隨著科學技術的不斷發展,人們(men) 對石墨也開發了許多新用途。柔性登录雷竞技app页面。柔性石墨又稱膨脹石墨,是年代開發的一種新的登录雷竞技app页面。美國研究成功柔性石墨密封材料,解決(jue) 了原子能閥門泄漏問題,隨後德、日、法也開始研製生產(chan) 。這種產(chan) 品除具有天然石墨所具有的特性外,還具有特殊的柔性和彈性。因此,是一種理想的密封材料。廣泛用於(yu) 石油化工、原子能等工業(ye) 領域。國際市場需求量逐年增長。
高純石墨 - 石墨趣聞
石墨粉裏“飛”出金剛石。
提起鑽石,人們(men) 就會(hui) 聯想到光彩奪目、閃爍耀眼的情景,它隨著擁有者的活動而光芒四射。但因它的昂貴價(jia) 格,大多數人隻能望而卻步。盡管如此,人們(men) 對鑽石還是很向往的。你知道鑽石是什麽(me) 嗎?它的化學成分是碳(C),天然的鑽石是由金剛石經過琢磨後才能稱之謂“鑽石”。天然的鑽石是非常稀少的,世界上重量大於(yu) 1000克拉(1克=5克拉)的鑽石隻有2粒,400克拉以上的鑽石隻有多粒,我國迄今為(wei) 止發現的最大的金剛石重158.786克拉,這就是“常林鑽石”。物以稀為(wei) 貴,正因為(wei) 可做“鑽石“用的天然金剛石很罕見,人們(men) 就想“人造“金剛石來代替它,這就自然地想到了金剛石的“孿生“兄弟--石墨了。
金剛石和石墨的化學成分都是碳(C),稱“同素異形體(ti) ”。從(cong) 這種稱呼可以知道它們(men) 具有相同的“質”,但“形”或“性”卻不同,且有天壤之別,金剛石是目前最硬的物質,而石墨卻是最軟的物質之一。
石墨和金剛石的硬度差別如此之大,但人們(men) 還是希望能用人工合成方法來獲取金剛石,因為(wei) 自然界中石墨(碳)藏量是很豐(feng) 富的。但是要使石墨中的碳變成金剛石那樣排列的碳,不是那麽(me) 容易的。石墨在5-6萬(wan) 大氣壓((5-6)×103MPa)及攝氏1000至2000度高溫下,再用金屬鐵、鈷、鎳等做催化劑,可使石墨轉變成金剛石。
目前世界上已有十幾個(ge) 國家(包括中國)均合成出了金剛石。但這種金剛石因為(wei) 顆粒很細,主要用途是做磨料,用於(yu) 切削和地質、石油的鑽井用的鑽頭。當前,世界金剛石的消費中,80%的人造金剛石主要是用於(yu) 工業(ye) ,它的產(chan) 量也遠遠超過天然金剛石的產(chan) 量。
最初合成的金剛石顆粒呈黑色,0.5mm大小,重約0.1克拉(用於(yu) 寶石的金剛石一般最小不能小於(yu) 0.1克拉)。現在我國研製的大顆粒金剛石達3mm以上,美國、日本等已製成6.1克拉多的金剛石。我們(men) 說金剛石已從(cong) 石墨中“飛”出,寶石級的人造金剛石也會(hui) 在不久的將來供應於(yu) 市場。
石墨何以能取代銅?
20世紀60年代,銅作為(wei) 電極材料被廣泛應用,使用率約占90%,石墨僅(jin) 有10%左右;21世紀,越來越多的用戶開始選擇石墨作為(wei) 電極材料,在歐洲,超過90%以上的電極材料是石墨。銅,這種曾經占統治地位的電極材料,和石墨電極相比它的優(you) 勢幾乎消失殆盡。是什麽(me) 導致了這個(ge) 戲劇性的變化?當然是石墨電極的諸多優(you) 勢。
(1)加工速度更快:通常情況下,石墨的機械加工速度能比銅快2~5倍;而放電加工速度比銅快2~3倍;
材料更不容易變形:在薄筋電極的加工上優(you) 勢明顯;銅的軟化點在1000度左右,容易因受熱而產(chan) 生變形;石墨的升華溫度為(wei) 3650度;熱膨脹係數僅(jin) 有銅的1/30。
(2)重量更輕:石墨的密度隻有銅的1/5,大型電極進行放電加工時,能有效降低機床(EDM)的負擔;更適合於(yu) 在大型模具上的應用。
(3)放電消耗更小;由於(yu) 火花油中也含有C原子,在放電加工時,高溫導致火花油中的C原子被分解出來,轉而在石墨電極的表麵形成保護膜,補償(chang) 了石墨電極的損耗。
(4)沒有毛刺;銅電極在加工完成後,還需手工進行修整以去除毛刺,而石墨加工後沒有毛刺,節約了大量成本,同時更容易實現自動化生產(chan) ;
(5)石墨更容易研磨和拋光;由於(yu) 石墨的切削阻力隻有銅的1/5,更容易進行手工的研磨和拋光;
(6)材料成本更低,價(jia) 格更穩定;由於(yu) 近幾年銅價(jia) 上漲,如今各向同性石墨的價(jia) 格比銅更低,相同體(ti) 積下,東(dong) 洋炭素的普遍性石墨產(chan) 品的價(jia) 格比銅的價(jia) 格低30%~60%,並且價(jia) 格更穩定,短期價(jia) 格波動非常小。
正是這種無可比擬的優(you) 勢,石墨逐漸取代銅成為(wei) EDM電極的首選材料
高純石墨 - 石墨產(chan) 地
著名產(chan) 地:紐約Ticonderoga,馬達加斯加和Ceylon,中國以黑龍江雞西市柳毛為(wei) 最大的產(chan) 地。
山東(dong) 省萊西市為(wei) 中國石墨重要產(chan) 地之一,石墨探明儲(chu) 量687.11萬(wan) 噸,現保有儲(chu) 量639.93萬(wan) 噸。