石墨舟是碳質元素結晶礦物,它的結晶格架為六邊形層狀結構。每一網層間的距離為3.40人,同一網層中碳原子的間距為1.42A。屬六方晶系,具完整的層狀解理。解理面以分子鍵為主,對分子吸引力較弱,故其天然可浮性很好。
石墨舟與(yu)金剛石、碳60、碳納米管(guan)等都是碳元素(su)的(de)單質,它們互為同素(su)異形體.
山東省萊(lai)西市為我國石墨(mo)重要產地之(zhi)一,石墨(mo)探明儲(chu)量(liang)(liang)687.11萬(wan)噸,現保有(you)儲(chu)量(liang)(liang)639.93萬(wan)噸.
石墨舟質軟,黑(hei)灰色;有(you)油膩(ni)感,可(ke)污染(ran)紙張(zhang)。硬度為(wei)1~2,沿垂直方向(xiang)隨(sui)雜質的增(zeng)加其(qi)(qi)硬度可(ke)增(zeng)至3~5。比重為(wei)1.9~2.3。在隔絕(jue)氧氣條件下,其(qi)(qi)熔點在3000℃以上,是最耐(nai)溫的礦物之一。
自然界中純凈的(de)石墨是(shi)沒有(you)(you)的(de),其中往往含有(you)(you)Si02、A1203、Fe0、CaO、P2O5、Cu0等雜質。這些雜質常(chang)以石英(ying)、黃(huang)鐵礦、碳(tan)酸鹽等礦物形式(shi)出現(xian)。此外,還(huan)有(you)(you)水、瀝青、CO2、H2、CH4、N2等氣(qi)體部分。因此對石墨的(de)分析(xi),除測定(ding)(ding)固定(ding)(ding)碳(tan)含量外,還(huan)必(bi)須同(tong)時測定(ding)(ding)揮(hui)發分和灰分的(de)含量。
石(shi)墨舟的工(gong)(gong)藝特性(xing)主(zhu)要決定于它的結(jie)晶形(xing)態。結(jie)晶形(xing)態不(bu)同(tong)的石(shi)墨礦物,具(ju)有不(bu)同(tong)的工(gong)(gong)業價值和(he)用途。工(gong)(gong)業上,根據結(jie)晶形(xing)態不(bu)同(tong),將天(tian)然石(shi)墨分為三類。
分類
1.致(zhi)密結晶狀石墨
致密(mi)結晶(jing)狀石(shi)(shi)(shi)墨又(you)叫塊狀石(shi)(shi)(shi)墨。此類(lei)石(shi)(shi)(shi)墨結晶(jing)明(ming)顯晶(jing)體肉眼(yan)可見。顆粒直徑(jing)大于0.1毫(hao)米。晶(jing)體排列雜亂無章,呈(cheng)致密(mi)塊狀構造。這種:石(shi)(shi)(shi)墨的(de)特點是品位很高,一般(ban)含碳量為60~65%,有時達80~98%,但其可塑(su)性(xing)和(he)滑膩性(xing)不(bu)如(ru)鱗(lin)片石(shi)(shi)(shi)墨好(hao)。
2.鱗片石墨
石(shi)墨(mo)晶體呈鱗片(pian)狀;這是在(zai)高強度的(de)壓力(li)下變質而成的(de),有大(da)鱗片(pian)和細鱗片(pian)之分。此類石(shi)墨(mo)礦(kuang)石(shi)的(de)特(te)點是品(pin)位不高,一(yi)般在(zai)2~3%,或100~25%之間。是自(zi)然(ran)界中可浮性(xing)(xing)(xing)******的(de)礦(kuang)石(shi)之一(yi),經過多磨(mo)多選可得高品(pin)位石(shi)墨(mo)精(jing)礦(kuang)。這類石(shi)墨(mo)的(de)可浮性(xing)(xing)(xing)、潤滑性(xing)(xing)(xing)、可塑性(xing)(xing)(xing)均比其(qi)他類型石(shi)墨(mo)優越(yue);因此它的(de)工(gong)業價(jia)值******。
3.隱晶質石墨
隱(yin)品質石墨(mo)又稱非晶質石墨(mo)或(huo)土狀(zhuang)石墨(mo),這(zhe)種石墨(mo)的(de)(de)(de)晶體直徑一般小于1微(wei)(wei)米,是(shi)微(wei)(wei)晶石墨(mo)的(de)(de)(de)集合體,只有在電子顯微(wei)(wei)鏡下才能(neng)見到晶形。此類石墨(mo)的(de)(de)(de)特點(dian)是(shi)表面呈土狀(zhuang),缺乏光(guang)澤,潤滑性也差。品位較(jiao)高。一般的(de)(de)(de)60~80%。少數高達90%以上。礦石可(ke)選性較(jiao)差。
特(te)殊(shu)性(xing)質
1) 耐高溫型:石(shi)墨的(de)熔點(dian)為(wei)3850±50℃,沸點(dian)為(wei)4250℃,即使經超高溫電(dian)弧(hu)灼燒,重量的(de)損失很小(xiao),熱膨脹系數也很小(xiao)。石(shi)墨強(qiang)度隨溫度提高而加強(qiang),在2000℃時,石(shi)墨強(qiang)度提高一倍。
2) 導(dao)電、導(dao)熱(re)(re)性(xing)(xing):石(shi)墨(mo)(mo)(mo)的(de)導(dao)電性(xing)(xing)比一(yi)般非(fei)金屬礦高一(yi)百倍。導(dao)熱(re)(re)性(xing)(xing)超過鋼(gang)、鐵、鉛等金屬材料。導(dao)熱(re)(re)系數隨溫(wen)度升高而降低,甚至在極高的(de)溫(wen)度下,石(shi)墨(mo)(mo)(mo)成絕熱(re)(re)體。 石(shi)墨(mo)(mo)(mo)能(neng)夠導(dao)電是因為(wei)石(shi)墨(mo)(mo)(mo)中每(mei)個碳原(yuan)子與其(qi)他碳原(yuan)子只形成3個共價鍵,每(mei)個碳原(yuan)子仍然保留1個自由電子來傳輸電荷.
3) 潤(run)滑性(xing):石(shi)墨的潤(run)滑性(xing)能取決于(yu)石(shi)墨鱗(lin)片(pian)(pian)的大小,鱗(lin)片(pian)(pian)越大,摩(mo)擦(ca)系數越小,潤(run)滑性(xing)能越好。
4) 化學(xue)穩定性:石墨在(zai)常溫下有(you)良好的化學(xue)穩定性,能耐酸、耐堿和耐有(you)機溶(rong)劑的腐蝕。
5) 可塑性:石墨的韌(ren)性好,可年成很薄(bo)的薄(bo)片。
6) 抗熱震性(xing):石墨在常(chang)溫(wen)(wen)下使用時能經受住溫(wen)(wen)度(du)的劇(ju)烈變化(hua)(hua)而(er)不(bu)(bu)致破壞,溫(wen)(wen)度(du)突變時,石墨的體(ti)積變化(hua)(hua)不(bu)(bu)大,不(bu)(bu)會(hui)產生裂紋。
名字(zi)來源(yuan):源(yuan)于(yu)希臘文"graphein",意(yi)為"用來寫(xie)"。由(you)德國化(hua)學家和礦物學家A. G. Werner 于(yu)1789命名;
化學組(zu)成(cheng)(cheng):成(cheng)(cheng)分(fen)純(chun)凈者(zhe)極(ji)少,往往含各種雜質;
類(lei)別:自然(ran)元素-非金屬元素-碳族(zu)
晶(jing)系和空間群(qun):六方晶(jing)系,P63/mmm;
晶胞參數:a0=0.246nm,c0=0.670nm;
形態:單晶體常呈片(pian)狀(zhuang)或板狀(zhuang),但完整的很少見。集合體通(tong)常為鱗片(pian)狀(zhuang),塊狀(zhuang)和(he)土(tu)狀(zhuang);
顏色:鐵黑色;
條痕:光亮黑(hei)色
透(tou)明度(du):不透(tou)明
光澤:呈(cheng)半金屬(shu)光澤
硬(ying)度:1-2
解理和斷口:平行解理極完全;
比(bi)重:2.21-2.26g/cm3
鑒定特征鐵黑(hei)色,硬度(du)低,一(yi)組極完全解(jie)理,有滑(hua)感和染手(shou);
成因和產狀:石墨(mo)是(shi)在高(gao)溫下形成。分布最廣是(shi)石墨(mo)的變質礦床,系由富含有(you)機(ji)質或碳質的沉積(ji)巖經區域(yu)變質作用而(er)成;
主(zhu)要用(yong)途(tu):石墨在工業上(shang)用(yong)途(tu)很廣,用(yong)于制(zhi)作冶(ye)煉上(shang)的高溫坩堝、機(ji)械工業的潤滑劑、制(zhi)作電極和鉛筆(bi)芯(xin);