石(shi)墨(mo)的六(liu)大分(fen)類(lei)及應用

 我(wo)國(guo)的石(shi)墨(mo)資(zi)源(yuan)豐(feng)富、分布廣(guang)泛，但很(hen)多都是中小型(xing)礦(kuang)產(chan)，出(chu)現(xian)了很多的(de)私(si)人(ren)石(shi)墨(mo)小礦(kuang)，石(shi)墨(mo)礦(kuang)產(chan)品(pin)附(fu)加(jia)值(zhi)極低。我(wo)國(guo)經過(guo)多年(nian)的努(nu)力，國(guo)家(jia)投(tou)入(ru)了(le)大量(liang)的(de)資(zi)金(jin)與(yu)科技人員(yuan)，經過(guo)礦(kuang)產(chan)企(qi)業(ye)的重(zhong)組以(yi)及石(shi)墨(mo)利用(yong)水平(ping)的(de)不斷提高，我(wo)國(guo)的石(shi)墨(mo)資(zi)源(yuan)得到了(le)更加(jia)有(you)效(xiao)的(de)利(li)用，如(ru)今我(wo)國(guo)已經研發(fa)出(chu)了高純石(shi)墨(mo)、等(deng)靜(jing)壓石(shi)墨(mo)、膨(peng)脹石(shi)墨(mo)、氟化石(shi)墨(mo)、膠體石(shi)墨(mo)、石(shi)墨(mo)烯等(deng)多種高性能石(shi)墨(mo)產品(pin)。

1、高純石(shi)墨(mo)

高純石(shi)墨(mo)(含碳(tan)量(liang)>99.99%)因(yin)其具(ju)有(you)鱗片(pian)結(jie)晶(jing)完(wan)整、片(pian)薄、良好的導熱性能、耐高溫(wen)和(he)抗腐蝕等(deng)特點被(bei)應(ying)用(yong)於(yu)軍事工業火(huo)工材(cai)料安定(ding)劑、冶(ye)金工(gong)業高級(ji)耐火(huo)材(cai)料和化(hua)肥工業(ye)催(cui)化劑(ji)、添(tian)加(jia)劑(ji)等(deng)。

2、等(deng)靜(jing)壓石(shi)墨(mo)

等(deng)靜(jing)壓石(shi)墨(mo)由高純石(shi)墨(mo)壓制而成(cheng)，它(ta)具(ju)有(you)熱(re)膨(peng)脹系(xi)數低、耐熱性好、耐化學(xue)腐蝕、導熱(re)導(dao)電性能良(liang)好等(deng)特點。等(deng)靜(jing)壓石(shi)墨(mo)是國際(ji)上(shang)近50年(nian)發(fa)展(zhan)起來的(de)新產(chan)品(pin)，不僅(jin)在民(min)用上(shang)大(da)有(you)作(zuo)為(wei)，在國(guo)防尖(jian)端(duan)上(shang)也占有(you)重(zhong)要地位，屬新型(xing)材(cai)料，令(ling)人(ren)矚目(mu)。主要應(ying)用(yong)於(yu)以(yi)下(xia)幾方(fang)面。

(1)多晶(jing)矽(gui)鑄(zhu)錠爐用(yong)加(jia)熱(re)器(qi)。

近年(nian)來隨(sui)著全(quan)球(qiu)氣(qi)候(hou)變(bian)暖(nuan)，人類對地球(qiu)的(de)保(bao)護(hu)意識(shi)逐(zhu)漸(jian)增強，有(you)越來越多的(de)人(ren)開(kai)始(shi)青睞不排放二(er)氧(yang)化碳(tan)的(de)自(zi)然(ran)能源(yuan)。在這種大(da)趨(qu)勢(shi)下(xia)，太(tai)陽能電(dian)池(chi)便(bian)成(cheng)為(wei)了(le)新時(shi)代的“寵兒”。在制造其過(guo)程中(zhong)用到(dao)的(de)鑄錠爐加(jia)熱(re)器(qi)便(bian)需要用等(deng)靜(jing)壓石(shi)墨(mo)來制作(zuo)。

(2)高溫(wen)氣(qi)冷(leng)堆(dui)(核(he)裂(lie)變(bian)堆(dui))。

由於(yu)高溫(wen)氣(qi)冷(leng)堆(dui)中(zhong)用作(zuo)慢(man)化(hua)劑的石(shi)墨(mo)必(bi)須(xu)具(ju)有(you)輻照蠕變及對變形(xing)所(suo)產生(sheng)的輻照應力(li)有(you)很(hen)強(qiang)的(de)耐受力(li)，便(bian)提出了(le)模(mo)塊(kuai)化(hua)高溫(wen)氣(qi)冷(leng)堆(dui)。當(dang)代新型(xing)超高溫(wen)核(he)反(fan)應堆，具(ju)有(you)高功率(lv)密度(du)、高溫(wen)等(deng)特點，這對新壹(yi)代石(shi)墨(mo)材(cai)料提出了(le)更高的(de)要(yao)求：物(wu)美(mei)價(jia)廉(lian)、超高的(de)輻照損(sun)傷耐受力(li)、產品(pin)均質(zhi)化等(deng)。

(3)核(he)聚(ju)變(bian)反(fan)應堆。

石(shi)墨(mo)由於(yu)自(zi)身(shen)特殊的(de)性質使(shi)得其在核(he)聚(ju)變(bian)反(fan)應堆中也具(ju)有(you)重(zhong)要的作(zuo)用(yong)。它(ta)能夠(gou)在很(hen)大程(cheng)度(du)上(shang)減(jian)少(shao)材(cai)料等(deng)離(li)子體(ti)中的金(jin)屬雜(za)質(zhi)，因(yin)此(ci)對材(cai)料等(deng)離(li)子體(ti)提高能量(liang)約(yue)束發(fa)揮(hui)了巨(ju)大(da)作(zuo)用(yong)。隨(sui)著核(he)聚(ju)變(bian)裝置(zhi)逐(zhu)漸(jian)大型化(hua)，導熱(re)性好、機械強度(du)高的(de)石(shi)墨(mo)材(cai)料脫穎而出被(bei)用(yong)作(zuo)面(mian)對等(deng)離(li)子體(ti)的第壹(yi)壁(bi)材(cai)料，且其(qi)在應(ying)用過(guo)程中(zhong)表(biao)現出(chu)了良(liang)好的放電脈沖效(xiao)果。此(ci)外，因(yin)石(shi)墨(mo)具(ju)有(you)原(yuan)子序(xu)數低，引起(qi)的(de)輻照損(sun)失小等(deng)特性，即便(bian)混(hun)入(ru)等(deng)離(li)子體(ti)中，也能使(shi)高溫(wen)等(deng)離(li)子體(ti)保持穩定(ding)。

(4)放電加(jia)工(gong)電(dian)極。

石(shi)墨(mo)電極在放電加(jia)工(gong)用(yong)電極中表(biao)現出(chu)許(xu)多優(you)點：①質量(liang)較同類(lei)電(dian)極較輕，易搬(ban)運;②易加(jia)工(gong);③切削(xue)加(jia)工(gong)中(zhong)不易產生(sheng)應力導(dao)致(zhi)變(bian)形(xing);④極高溫(wen)度(du)下(xia)，因(yin)熱(re)膨(peng)脹系(xi)數小，故(gu)石(shi)墨(mo)電極很少(shao)因(yin)放電加(jia)工(gong)產(chan)生(sheng)的熱量(liang)而變形(xing)。但(dan)石(shi)墨(mo)電極也存在壹(yi)些缺點，如(ru)切削(xue)加(jia)工(gong)時(shi)易產生(sheng)粉塵、易損(sun)耗等(deng)。

3、可(ke)膨(peng)脹石(shi)墨(mo)

可(ke)膨(peng)脹石(shi)墨(mo)選用(yong)優(you)質天(tian)然(ran)鱗片(pian)石(shi)墨(mo)，經酸性氧化(hua)劑(ji)(硫酸、硝(xiao)酸與(yu)雙(shuang)氧(yang)水(shui)，高錳酸鉀)處(chu)理後的層間(jian)化合(he)物，亦(yi)稱酸化石(shi)墨(mo)。膨(peng)脹石(shi)墨(mo)具(ju)有(you)耐高溫(wen)、耐高壓(ya)、密(mi)封性好和耐多種介(jie)質(zhi)腐蝕等(deng)眾多優(you)點，是目(mu)前(qian)新型(xing)的(de)高級(ji)密(mi)封材(cai)料。其主(zhu)要應用(yong)於(yu)以(yi)下(xia)領(ling)域(yu)。



(1)環(huan)保(bao)領(ling)域(yu)。

膨(peng)脹石(shi)墨(mo)具(ju)有(you)的(de)親(qin)油性和疏(shu)水(shui)性可(ke)以(yi)使(shi)其在水(shui)中有(you)選(xuan)擇(ze)性地去(qu)除(chu)非水陛(bi)溶液(ye)，這壹特點被(bei)廣(guang)泛應用(yong)於(yu)海面(mian)除(chu)去(qu)浮油，又(you)因其(qi)分子結(jie)構上的(de)特殊性質，表(biao)現出(chu)吸(xi)附(fu)大量(liang)油後可(ke)集(ji)結成(cheng)塊(kuai)，浮(fu)在海(hai)面，並(bing)可(ke)再(zai)生(sheng)處(chu)理，循環使(shi)用，不(bu)會(hui)造成(cheng)二(er)次(ci)汙(wu)染(ran)的(de)特點。膨(peng)脹石(shi)墨(mo)除了(le)可(ke)在液(ye)相中進(jin)行(xing)選(xuan)擇(ze)性吸(xi)附(fu)以(yi)外，對大氣(qi)汙(wu)染(ran)也(ye)具(ju)有(you)抑(yi)制作(zuo)用(yong)，如(ru)吸(xi)附(fu)二(er)氧(yang)化碳(tan)氣(qi)體(ti)等(deng)。

(2)密(mi)封(feng)材(cai)料。

膨(peng)脹石(shi)墨(mo)可(ke)處(chu)理成(cheng)柔(rou)性石(shi)墨(mo)(熱膨(peng)脹系(xi)數小，在低溫下(xia)不(bu)發(fa)脆(cui)、不炸(zha)裂(lie)，在高溫(wen)下(xia)不(bu)軟(ruan)化、不蠕變)作(zuo)為(wei)密(mi)封材(cai)料使(shi)用，因(yin)而被(bei)冠(guan)以(yi)“密封王(wang)”的(de)美(mei)譽(yu)。

4、氟化石(shi)墨(mo)

氟化石(shi)墨(mo)是現今國際(ji)上(shang)高科技、高性能、高效(xiao)益的(de)新型(xing)炭(tan)、石(shi)墨(mo)材(cai)料研究熱點之(zhi)壹(yi)，其性能卓(zhuo)越、品(pin)質獨(du)特，廣(guang)泛應用(yong)於(yu)功能材(cai)料。

(1)用作(zuo)脫模(mo)劑(ji)。

氟化石(shi)墨(mo)具(ju)有(you)低表(biao)面能的(de)特性，主要(yao)應(ying)用於(yu)粉末成(cheng)型(xing)、模(mo)鑄(zhu)、膠合(he)板成(cheng)型(xing)等(deng)金(jin)屬模(mo)的(de)脫模(mo)劑(ji)。

(2)固體潤(run)滑(hua)劑(ji)。

由於(yu)氟化石(shi)墨(mo)具(ju)有(you)層(ceng)間(jian)能小、低表(biao)面能且(qie)具(ju)有(you)良(liang)好的化學性能和(he)熱(re)穩定(ding)性，所以(yi)其潤(run)滑(hua)特性出眾，適(shi)合(he)於(yu)高溫(wen)、高壓(ya)、腐蝕性介質(zhi)和(he)高負(fu)荷(he)等(deng)苛(ke)刻(ke)條(tiao)件(jian)下(xia)使(shi)用，如(ru)高溫(wen)軸(zhou)承、飛機和(he)汽(qi)車引(yin)擎的(de)潤(run)滑(hua)劑(ji)等(deng)。

(3)電(dian)池(chi)原(yuan)料。

由氟—鋰組成(cheng)的(de)電(dian)池(chi)雖(sui)然(ran)具(ju)有(you)高能量(liang)，但(dan)因氟氣(qi)有(you)毒(du)，且以(yi)氟作(zuo)為(wei)陽極活性物質(zhi)難(nan)度(du)極大。但(dan)氟化石(shi)墨(mo)在有(you)機電(dian)解(jie)質中(zhong)具(ju)有(you)極好的電化學(xue)性質，所(suo)以(yi)被(bei)廣(guang)泛應用(yong)於(yu)計算(suan)機、鐘表(biao)、照相機的(de)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)存儲(chu)器上(shang)。

5、膠體石(shi)墨(mo)

膠體石(shi)墨(mo)主要(yao)具(ju)有(you)：①潤(run)滑(hua)性。在壹(yi)些摩(mo)擦(ca)強度(du)大(da)的(de)機械中塗抹膠體石(shi)墨(mo)，會在摩(mo)擦(ca)機械表(biao)面形(xing)成(cheng)潤(run)滑(hua)薄膜，從(cong)而降(jiang)低摩擦(ca)阻(zu)力(li)和摩擦(ca)產生(sheng)的溫度(du)，避(bi)免機械出現燒壞(huai)、卡(ka)死，延長(chang)工作(zuo)壽(shou)命(ming);②隔熱|生(sheng)。因膠體石(shi)墨(mo)膜面(mian)垂直方向(xiang)具(ju)有(you)隔(ge)熱(re)作(zuo)用(yong)，所(suo)以(yi)在熱(re)蒸汽(qi)汽(qi)缸(gang)和透(tou)平(ping)螺(luo)旋槳(jiang)方(fang)面(mian)應(ying)用廣(guang)泛;③成(cheng)膜均(jun)勻，且具(ju)有(you)優(you)良的導(dao)電性和導(dao)熱(re)性，在電(dian)子工(gong)業中用(yong)於(yu)防止(zhi)反(fan)光，抑制電子二(er)次(ci)反(fan)射，消除靜(jing)電。

6、石(shi)墨(mo)烯

石(shi)墨(mo)烯是壹種由(you)碳(tan)原子以(yi)sp2雜(za)化(hua)軌(gui)道(dao)組成(cheng)六(liu)角(jiao)型(xing)呈(cheng)蜂巢(chao)晶(jing)格的(de)平(ping)面(mian)薄膜，只有(you)壹(yi)個(ge)碳原(yuan)子厚(hou)度(du)的(de)二(er)維(wei)材(cai)料，是目(mu)前(qian)發(fa)現(xian)的硬(ying)度(du)最(zui)高、韌(ren)性最(zui)強的(de)納米(mi)材(cai)料。

由於(yu)其特殊的(de)原(yuan)子排(pai)列結構所(suo)表(biao)現出(chu)來的(de)特性，使(shi)其得到了(le)廣(guang)泛應用(yong)。

(1)根(gen)據石(shi)墨(mo)烯超薄(單層石(shi)墨(mo)烯幾乎(hu)透明，其(qi)分(fen)子排(pai)列緊密(mi)，即(ji)使(shi)最(zui)小的(de)氦原(yuan)子也(ye)無法(fa)通(tong)過(guo))，強度(du)超大的(de)特性，可(ke)用(yong)於(yu)制造超輕防(fang)彈(dan)衣(yi)、超薄超輕型(xing)飛機等(deng)。

(2)因(yin)其(qi)導(dao)電電子不(bu)僅能在晶(jing)格中(zhong)無(wu)障(zhang)礙的移(yi)動，而且速(su)度(du)極快，遠遠超過(guo)了電(dian)子在金(jin)屬導體或半(ban)導(dao)體(ti)中(zhong)的移(yi)動速(su)度(du)這壹特性，被(bei)制作(zuo)成(cheng)石(shi)墨(mo)烯導(dao)電劑(ji)。

(3)其導熱性超過(guo)現有(you)壹(yi)切已知物質，加(jia)之(zhi)其(qi)導電電(dian)子的(de)快速(su)移(yi)動使(shi)其在將(jiang)來曲(qu)面手(shou)機、光(guang)子傳(chuan)感器及超級計算(suan)機中(zhong)代替矽(gui)得到研究與應用(yong)。

(4)其(qi)他(ta)應(ying)用：科研人員(yuan)發(fa)現(xian)細(xi)菌的(de)細(xi)胞(bao)在石(shi)墨(mo)烯上(shang)無法(fa)生(sheng)長(chang)，而人類(lei)細(xi)胞(bao)卻(que)不會(hui)受損(sun)。利用(yong)這壹點;石(shi)墨(mo)烯可(ke)以(yi)用來作(zuo)繃帶(dai)、食品(pin)包裝等(deng)。