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石墨的性质

来源:网络 作者:佚名 时间:04-12 手机版

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。 石墨是其中一种最软的矿物,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。

特殊性质:耐高温性、导电性、导热性、润滑性、化学稳定性、可塑性、可塑性。

石墨的性质及用途?

石墨的是由碳元素组成的,有碳元素的性质还有一些很典型的分子结构(化学的东西不用讲太多),石墨的物理性质挺好的:黑色,耐热耐高温且柔软,可导电。
用途嘛基本也是由它物理化学性质决定的,比如:铅笔芯,石墨高温坩埚、机械中的润滑剂。等等。
高中化学我暂时就想起来这么多。

石墨的化学性质是什么?

石墨的化学性质是:常温下,碳单质化学性质稳定,几乎与所有物质都不发生化学反应。但在高温下可以与许多物质发生反应。

相关信息:

1、石墨结构是矿物质石墨的晶体结构,为六边形层状。在石墨晶体中,同层的碳原子以sp2杂化形成共价键,每一个碳原子以三个共价键与另外三个原子相连。

2、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;不同高温下与氧反应燃烧,生成二氧化碳或一氧化碳。

3、在卤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。

4、 可燃性: O2充足:C+ O2 CO2 (CO2无毒但可使人窒息而死),O2不足:2C+O2 2CO (有毒,可与人体内的血红蛋白结合导致中毒而死)。

5、 还原性:高温下碳能跟某些氧化物反应,夺取其中的氧元素,使这些氧元素失去氧而发生还原反应。如:2Fe2O3 + 3C 4Fe+3CO2 C+2CuO 2Cu+CO2 (现象:黑色固体变红色,并有使澄清的石灰水变浑浊的气体产生),CO2+C 2CO(吸热反应)。

石墨的性质及用途

石墨是元素碳的一种同素异形体,每个碳原子的周边连结著另外三个碳原子(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。石墨是其中一种最软的矿物,它的用途包括制造铅笔芯和润滑剂。碳是一种非金属元素,拉丁语为Carbonium。
石墨的特性
石墨及其制品具有高强耐酸性、抗腐蚀和耐高温3000℃以及耐低温-204℃等优良特性,被广泛的应用在冶金、化工、石油化工、高能物理、航天、电子等方面。石墨的具体特性大致有以下几种:
1、超强的耐高温特性
石墨的熔点为3850±50℃,沸点为4250℃,即使经超高温电弧灼烧,重量的损失很小,热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而加强,在2000℃时,石墨强度提高一倍。
2、石墨制品具有很好的导热性、抗热震性。石墨在常温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏,温度突变时,石墨的体积变化不大,不会产生裂纹。
3、石墨制品具有化学稳定性和抗侵蚀能力。石墨在常温下具有很好的化学稳定性,不受任何强酸,强碱及有机溶剂的侵蚀。
4、石墨制品环保健康,无放射性污染,耐高温。碳要在2000-3300度高温的环境下经过至少十几个昼夜的石墨化过程才能成为石墨,因此,石墨中的有毒有害物质早已释放殆尽,至少在2000度以内是非常稳定的。
5、石墨制品具有很好的吸附性。炭的空隙结构使炭具有很好的吸附性,故炭常被用作吸附材料,用于吸附水分、气味、有毒物质等。
石墨的用途
1、作耐火材料包括耐火砖,坩祸,连续铸造粉,铸模芯,铸模洗涤剂和耐高温材料。
镁碳砖镁碳耐火材料是60年代中期,由美国研制成功;在世界范围内镁碳砖已大量用于炼钢,并已成为石墨的一种传统用途。铝碳砖铝碳耐火材料主要用于连续铸造,扁钢坯自位输管道的保护罩,水下喷管以及油井爆破筒等。
用石墨制造的成型和耐火的坩锅及其有关制品,例如坩锅,曲颈瓶,塞头和喷嘴等,具有高耐火性,低的热膨胀性,熔炼金属过程中,受到金属浸润和冲刷时亦稳定,高温下良好的热震稳定性和优良的热传导性,所以石墨增祸及其有关制品被广泛用于直接熔融金属的工艺中。
2、炼钢
石墨和其他杂质材料用于炼钢工业时可作为增碳剂。渗碳使用的碳质材料的范围,很广,包括人造石墨,石油焦,冶金焦炭和天然石墨。在世界范围内炼钢增碳剂用石墨仍是土状石墨的主要用途之一。
3、作导电材料
石墨在电气工业中广泛用来作电极,电刷,碳棒,碳管,水银整流器的正极,石墨垫圈,电话零件,电视机显像管的涂层等等。其中以石墨电极应用最广,在冶炼各种合金钢,铁合金时,大量使用石墨电极。电气工业中所使用的石墨,对粒度和品位要求很高。
4、作耐磨和润滑材料
石墨在机械工业中常作润滑剂。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一200℃一2000℃温度并在很高的滑动速度下(loom / s )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环,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。
5、作耐腐蚀材料
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,而广泛用于制作热交换器,反应槽,凝缩器,燃烧塔,吸收塔,冷却器,加热器,过滤器,泵等设备。这些设备用于石油化工,湿法冶金,酸碱生产,合成纤维,造纸等工业部门,可节省大量的金属材料。
6、用于原子能工业和国防工业
石墨具有良好的中子减速性能,最早作为减速剂用于原子反应堆中,"铀一石墨"反应堆是目前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。
7、作防垢防锈材料。
石墨能防止锅炉结垢。有试验表明,在水中加入一定量的石墨粉,能防止锅炉表面结垢。此外石墨涂在金属烟囱、屋顶、桥梁、管道上可以防腐和防锈。
8、石墨新用途
1)柔性石墨制品。柔性石墨又称膨胀石墨,是70年代开发的一种新的石墨制品。1971年美国研究成功柔性石墨密封材料,解决了原子能阀门泄漏问题,随后德,日,法也开始研制生产。这种产品除具有天然石墨所具有的特性外,还具有特殊的柔性和弹性。因此,是一种理想的密封材料,广泛用于石油化工,原子能等工业领域,国际市场需求量逐年增长。
2)制作半金属摩擦材料。自70年代以来,离合器和自动衬广泛使用半金属摩擦材料。半金属摩擦材料是将石墨和金属粉,钢纤维,陶土粉用合成树脂粘结而成。这些自动衬主要可用于高速设备,如飞机,卡车以及越野车的制动装置和离合器片。

石墨的化学性质

石墨的化学性质是:常温下,碳单质化学性质稳定,几乎与所有物质都不发生化学反应。但在高温下可以与许多物质发生反应。

1、可燃性:——作燃料,O2充足:C+O2=点燃=CO2,O2不足:2C+O2=点燃=2CO。2、还原性:——冶炼金属。高温下碳能跟某些氧化物反应,夺取其中的氧元素,使这些氧元素失去氧而发生还原反应。如:2Fe2O3+3C=高温=4Fe+3CO2

石墨由于其特殊结构,而具有如下特殊性质:

2耐高温性:石墨的熔点为3850±50℃,沸点为4250℃,即使经超高温电弧灼烧,重量的损失很小,热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而加强,在2000℃时,石墨强度提高一倍。

3导电、导热性:石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍。导热性超过钢、铁、铅等金属材料。导热系数随温度升高而降低,甚至在极高的温度下,石墨成绝热体。石墨能够导电是因为石墨中每个碳原子与其他碳原子只形成3个共价键,每个碳原子仍然保留1个自由电子来传输电荷。

4润滑性:石墨的润滑性能取决于石墨鳞片的大小,鳞片越大,摩擦系数越小,润滑性能越好。

5化学稳定性:石墨在常温下有良好的化学稳定性,能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。

石墨具有什么化学性质?

常温下,碳单质化学性质稳定,几乎与所有物质都不发生化学反应.但在高温下可以与许多物质发生反应.
1、可燃性:——作燃料
O2充足:C+ O2 =点燃= CO2 (CO2无毒但可使人窒息而死)
O2不足:2C+O2 =点燃= 2CO (有毒,可与人体内的血红蛋白结合导致中毒而死)
2、还原性:——冶炼金属
高温下碳能跟某些氧化物反应,夺取其中的氧元素,使这些氧元素失去氧而发生还原反应.
如:2Fe2O3 + 3C=高温=4Fe+3CO2
C+2CuO=高温=2Cu+CO2 (现象:黑色固体变红色,并有使澄清的石灰水变浑浊的气体产生)
CO2+C=高温=2CO(吸热反应)

石墨的性质

石墨是碳质元素结晶矿物,它的结晶格架为六边形层状结构,见图1—1。每一网层间的距离为3.40人,同一网层中碳原子的间距为1.42A。属六方晶系,具完整的层状解理。解理面以分子键为主,对分子吸引力较弱,故其天然可浮性很好。
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。在隔绝氧气条件下,其熔点在3000℃以上,是最耐温的矿物之一。
自然界中纯净的石墨是没有的,其中往往含有Si02、A1203、Fe0、CaO、P2O5、Cu0等杂质。这些杂质常以石英、黄铁矿、碳酸盐等矿物形式出现。此外,还有水、沥青、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。
石墨的工艺特性主要决定于它的结晶形态。结晶形态不同的石墨矿物,具有不同的工业价值和用途。工业上,根据结晶形态不同,将天然石墨分为三类。
1.致密结晶状石墨
致密结晶状石墨又叫块状石墨。此类石墨结晶明显晶体肉眼可见。颗粒直径大于0.1毫米。晶体排列杂乱无章,呈致密块状构造。这
种:石墨的特点是品位很高,一般含碳量为60~
65%,有时达80~98%,但其可塑性和滑腻性不
如鳞片石墨好。
2.鳞片石墨
石墨晶体呈鳞片状;这是在高强度的压力下变质
而成的,有大鳞片和细鳞片之分。此类石墨矿石的特
点是品位不高,一般在2~3%,或100~25%之
间。是自然界中可浮性最好的矿石之一,经过多磨多
选可得高品位石墨精矿。这类石墨的可浮性、润滑性、
可塑性均比其他类型石墨优越;因此它的工业价值最
大。
3.隐晶质石墨
隐品质石墨又称非晶质石墨或土状石墨,这种石墨的晶体直径一般小于1微米,是微晶石墨的集合体,只有在电子显微镜下才能见到晶形。此类石墨的特点是表面呈土状,缺乏光泽,润滑性也差。品位较高。一般的60~80%。少数高达90%以上。矿石可选性较差。
石墨由于其特殊结构,而具有如下特殊性质:
1) 耐高温型:石墨的熔点为3850±50℃,沸点为4250℃,即使经超高温电弧灼烧,重量的损失很小,热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而加强,在2000℃时,石墨强度提高一倍。
2) 导电、导热性:石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍。导热性超过钢、铁、铅等金属材料。导热系数随温度升高而降低,甚至在极高的温度下,石墨成绝热体。
3) 润滑性:石墨的润滑性能取决于石墨鳞片的大小,鳞片越大,摩擦系数越小,润滑性能越好。
4) 化学稳定性:石墨在常温下有良好的化学稳定性,能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。
5) 可塑性:石墨的韧性好,可年成很薄的薄片。
6) 抗热震性:石墨在常温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏,温度突变时,石墨的体积变化不大,不会产生裂纹。

石墨的物理性质

石墨是碳的一种同素异形体其物理性能是:
颜色呈灰黑,有金属光泽,不透明固体,质软并有滑腻感,能导电、传热,密度2.25g/cm^3,熔点3652℃,沸点4827℃,硬度1。

石墨的特性有哪些?

石墨是非金属矿物,化学符号为C,与金刚石化学成分相同,但由于构造不同,故特性迥异。为六方晶系,常呈磷片状、片状、粒状或块状集合体,完整晶体极少,呈铁黑色或钢灰色,条痕黑灰色,块状体光泽暗淡,不透明,有良好结晶者有强金属光泽。硬度1—2,有一组极完全解理,有滑感,高度导电性,耐高温,故常用于制作干电池。化学性质稳定,不溶于酸。一般用于制作铅笔蕊、干电池、坩锅等。

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