一、石墨的性質
石墨是碳的結晶礦物之一。1565年作為一種礦物被發(fā)現(xiàn),1779年確定它的成分是碳,1789年定名為“石墨”(希臘文為“寫”之意)。石墨的顏色為黑色,晶體為六方板狀,但少見,一般呈薄片狀或鱗片狀,集合體呈土狀,為隱晶質體。質軟、硬度小,摩氏硬度為1-2,能污染紙張。比重2.1--2.3。具 有一組極完全解理。
常溫下石墨具有良好的化學穩(wěn)定性,能耐酸、耐堿、耐有機溶劑的腐蝕,但高溫時易氧化。
二、石墨的用途
由于石墨具有許多優(yōu)良的性能,因而在冶金、機械、電氣、化工、紡織、國防等工業(yè)部門獲得廣泛應用。
1做耐火材料
石墨的一個主要用途是生產耐火材料,包括耐火磚,坩堝,連續(xù)鑄造粉,鑄模芯,鑄模洗滌劑和耐高溫材料.
坩堝及有關制品用石墨制造的成型和耐火的坩堝及其有關制品,例如坩堝、曲頸瓶、塞頭和噴嘴等,具有高耐火性,低的熱膨脹性,熔煉金屬過程中,受到金屬浸潤和沖刷時亦穩(wěn)定,高溫下良好的熱震穩(wěn)定性和優(yōu)良的熱傳導性,所以石墨坩堝及其有關制品被廣泛用于直接熔融金屬的工藝中.
2煉鋼
石墨和其他雜質材料用于煉鋼工業(yè)時可作為增碳劑。滲碳使用的碳質材料的范圍很廣,包括人造石墨、石油焦、冶金焦炭和天然石墨。在世界范圍內煉鋼增碳劑用石墨仍是土狀石墨的主要用途之一。
3作導電材料
石墨在電氣工業(yè)中廣泛用來作電極、電刷、碳棒、碳管、水銀整流器的正極、石墨墊圈、電話零件、電視機顯像管的涂層等等。其中以石墨電極應用最廣,在冶煉各種合金鋼、鐵合金時,使用石墨電極,這時強大的電流通過電極導入電爐的熔煉區(qū),產生電弧,使電能轉化為熱能,溫度升高到2000度左右,從而達到熔煉或反應的目的。此外,在電解金屬鎂、鋁、鈉時,電解槽的陽極也用石墨電極。生產金剛砂的電阻爐也用石墨電極作爐頭導電材料。
4作耐磨和潤滑材料
石墨在機械工業(yè)中常作潤滑劑。潤滑油往往不能在高速、高溫、高壓的條件下使用,而石墨耐磨材料可以在-200---2000溫度并在很高的滑動速度下不用潤滑油工作。許多輸送腐蝕介質的設備,廣泛采用石墨材料制成活塞環(huán)、密封圈和軸承,它們運轉時,勿需加入潤滑油,石墨乳也是許多金屬加工(拔絲、拉管)時的良好的潤滑劑。
5作耐腐蝕材料
石墨具有良好的化學穩(wěn)定性。經過特殊加工的石墨,具有耐腐蝕、導熱性好、滲透率低等特點,而廣泛用于制作熱交換器、反應槽、凝縮器、燃燒塔、吸收塔、冷卻器、加熱器、過濾器、泵等設備。這些設備用于石油化工、濕法冶金、酸堿生產、合成纖維、造紙等工業(yè)部門,可節(jié)省大量的金屬材料。
6作鑄造、翻砂、壓模及高溫冶金材料
由于石墨的膨脹系數小,而且能耐急冷急熱的變化,可作為玻璃器皿的鑄模,使用石墨后,黑色金屬得到的鑄件尺寸精確,表面光潔,成品率高,不經加工或稍作加工就可使用,因而節(jié)省了大量金屬。
7用于原子能工業(yè)和國防工業(yè)
8作防垢防銹材料
石墨能防止鍋爐結垢,有關單位試驗表明,在水中加入一定量的石墨粉(每噸水大約用4-5g),能防止鍋爐表面結垢。此外石墨涂在金屬煙囪、屋頂、橋梁、管道上可以防腐和防銹。