由于炭素材料與石墨材料在外觀、特性上有較多的相似點,現實中很多人不太了解如何去區分二者間的關系。本文就此作一下詳解介紹。碳元素存在三種常見的同素異形體:無定形碳(炭素)、石墨、金剛石。
1.金(jin)剛石
圖(tu)為金剛石分子結構(gou)及外觀圖(tu)
金(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)石,它是(shi)一種由碳元素(su)組成的(de)礦物(wu)(wu)。金(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)石是(shi)自然界中堅(jian)硬的(de)物(wu)(wu)質,素(su)有“硬度(du)和寶石硬“的(de)美稱。20世紀50年代,美國以石墨為原料,在高(gao)溫高(gao)壓下成功制造(zao)出人造(zao)金(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)石,至(zhi)今人造(zao)金(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)石已經大量用于生產和生活中。
2.無定形碳
無定(ding)型(xing)碳(tan)一般指木(mu)炭(tan)(tan)、焦(jiao)炭(tan)(tan)、骨(gu)炭(tan)(tan)、糖(tang)炭(tan)(tan)、活性炭(tan)(tan)和炭(tan)(tan)黑(hei)等。所(suo)謂(wei)無定(ding)形碳(tan),并不是指這(zhe)(zhe)些物質存在的形狀,而是指其(qi)內部結構(gou)。則(ze)無定(ding)型(xing)碳(tan)會比較堅(jian)硬,如焦(jiao)碳(tan)和玻璃態碳(tan)等屬于這(zhe)(zhe)種(zhong)情況(kuang)。
例如煉鋼工業中常用的大型電極稱為“石墨電極”,其實它是炭素制品,并非真正意義上的石墨制成的電極。從外觀形式上說,常見炭素制品體積較大,如冶金用電極、冶煉爐的內襯磚(炭素塊),炭素散熱器等等。
圖為無定(ding)形碳分(fen)子結構及(ji)外觀圖
3.石墨
石墨在工業上運用極廣,幾乎每個行業都會用到。工業上多用的是人造石墨,也就是特種石墨。按其成型的方式可分為以下幾種。
1.等靜壓石墨。也就是很多人叫的三高石墨,但是并不是三高就是等靜壓。
2.模壓石墨
3.擠壓石墨,多為電極(ji)材(cai)料(liao)。
其中按石墨的顆粒度分,也可分為:細節構石墨、中粗石墨(一般的顆粒度在0.8mm左右)、還有就是電極石墨(2-4mm)。
圖為(wei)石墨分子結構(gou)及人造石墨圖
人造石墨分類:
一、石墨電(dian)極類
二、石墨陽極類
三(san)、特種石墨類
四(si)、石墨熱交換器(qi)
五、非標準制(zhi)品類
六、不透性石墨類
綜(zong)上所(suo)述,從寬泛的意義上說,炭素材料(liao)其實是含有(you)較多(duo)(duo)無定型碳結構的碳材料(liao)。石墨(mo)材料(liao)則是以石墨(mo)晶體為(wei)主的碳材料(liao)。二者(zhe)都具有(you)很多(duo)(duo)相同共性,但又有(you)明顯區別(bie)。通常所(suo)說的石墨(mo)制一般為(wei)人造石墨(mo)通過加工的而(er)來(lai)的。