一、基本性質(zhì)
外觀與顏色:石墨外觀呈鐵黑至鋼灰色,條痕為光亮的黑色,具有強(qiáng)金屬光澤。在土狀形態(tài)下,其光澤較為暗淡。
硬度與密度:石墨是世界上最軟的礦物之一,硬度僅為1~2(莫氏硬度),沿垂直方向隨雜質(zhì)的增加其硬度可增至3~5。其比重為1.9~2.3。
穩(wěn)定性:石墨在常溫下具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性,能耐酸、耐堿和耐有機(jī)溶劑的腐蝕。同時(shí),石墨的韌性好,可碾成很薄的薄片,且能在常溫下經(jīng)受住溫度的劇烈變化而不致破壞。
二、物理特性
耐高溫:石墨的熔點(diǎn)極高,達(dá)到3850±50℃,即使在隔絕氧氣條件下,其熔點(diǎn)在3000℃以上,是最耐溫的礦物之一。
導(dǎo)電性與導(dǎo)熱性:石墨的導(dǎo)電性比一般非金屬礦高一百倍,導(dǎo)熱性也超過鋼、鐵、鉛等金屬材料。石墨能夠?qū)щ娛且驗(yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)中每個(gè)碳原子與其他碳原子只形成3個(gè)共價(jià)鍵,每個(gè)碳原子仍然保留1個(gè)自由電子來傳輸電荷。
潤(rùn)滑性:石墨的潤(rùn)滑性能取決于石墨鱗片的大小,鱗片越大,摩擦系數(shù)越小,潤(rùn)滑性能越好。這使得石墨在機(jī)械工業(yè)中常作為潤(rùn)滑劑使用。
三、分類與來源
分類:石墨可分為天然石墨和人造石墨兩大類。天然石墨通常分為鱗片狀石墨和隱晶質(zhì)石墨,廣泛分布于變質(zhì)礦床中。人造石墨則是通過人工方法制得,純度較高。
來源:石墨礦藏在全球范圍內(nèi)的分布極不均勻,主要集中在中國(guó)、印度、巴西、捷克、加拿大和墨西哥等國(guó)。中國(guó)是全球石墨資源最為豐富的國(guó)家之一,石墨礦產(chǎn)品的開發(fā)已進(jìn)入新階段。
四、應(yīng)用領(lǐng)域
耐火材料:石墨是生產(chǎn)耐火材料的重要原料,如耐火磚、坩堝、連續(xù)鑄造粉等。在煉鋼工業(yè)中,石墨耐火材料的應(yīng)用尤為廣泛。
電氣工業(yè):石墨在電氣工業(yè)中廣泛用作電極、電刷、碳棒、碳管等。其中,石墨電極在冶煉各種合金鋼、鐵合金時(shí)發(fā)揮著重要作用。
機(jī)械工業(yè):石墨在機(jī)械工業(yè)中常作為潤(rùn)滑劑使用,同時(shí)還可用于制作活塞環(huán)、密封圈和軸承等部件。
新能源:石墨是鋰離子電池負(fù)極材料的重要組成部分,具有可逆容量高、充放電效率好和工作電壓穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。此外,石墨還可用于制作石墨烯等新型材料,在半導(dǎo)體、柔性電子、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有巨大潛力。
其他領(lǐng)域:石墨還可用于制作膨脹石墨、氟化石墨等深加工產(chǎn)品,在航空航天、軍事、化工等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。
綜上所述,石墨作為一種重要的非金屬礦物材料,在多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用。隨著科技的進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,石墨的應(yīng)用領(lǐng)域還將不斷拓展和深化。