石墨粉質軟,黑灰色;有油膩感,可污染紙張。硬度為1~2,沿垂直方向隨雜質的增加其硬度可增至3~5。比重為1.9~2.3。在隔絕氧氣條件下,其熔點在3000℃以上,是*耐溫的礦物之一。常溫下石墨粉的化學性質比較穩定,不溶于水、稀酸、稀堿和有機溶劑;材料具有耐高溫導電性能,可做耐火材料,導電材料,耐磨潤滑材料。


中文名稱
石墨粉
英文名
Graphite powder
別稱
石墨粉
沸點
4250℃
密度
1.6~2.2
應用
增碳劑 冶煉
硬度
1~2
比重
1.9~2.3
熔點在
3850±50℃
結構
耐高溫型、導電、導熱性
石墨具有良好的化學穩定性。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,就大量用于制作熱交換器,反應槽、凝縮器、燃燒塔、吸收塔、冷卻器、加熱器、過濾器、泵設備。廣泛應用于石油化工、濕法冶金、酸堿生產、合成纖維、造紙等工業部門,可節省大量的金屬材料。
作鑄造、翻砂、壓模及高溫冶金材料: 由于石墨的熱膨脹系數小,而且能耐急冷急熱的變化,可作為玻璃器的鑄模,使用石墨后黑色金屬得到鑄件尺寸*,表面光潔成品率高,不經加工或稍作加工就可使用,因而節省了大量金屬。生產硬質合金等粉末冶金工藝,通常用石墨材料制成壓模和燒結用的瓷舟。單晶硅的晶體生長坩堝,區域精煉容器,支架夾具,感應加熱器等都是用高純石墨加工而成的。此外石墨還可作真空冶煉的石墨隔熱板和底座,高溫電阻爐爐管,棒、板、格棚等元件。
石墨還能防止鍋爐結垢,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4~5 克)能防止鍋爐表面結垢。此外石墨涂在金屬煙囪、屋頂、橋梁、管道上可以防腐防銹。
石墨可作鉛筆芯、顏料、拋光劑。石墨經過特殊加工以后,可以制作各種特殊材料用于有關工業部門。
此外,石墨還是輕工業中玻璃和造紙的磨光劑和防銹劑,是制造鉛筆、墨汁、黑漆、油墨和人造金剛石、鉆石的原料。它是一種很好的節能環保材料,美國已用它做為汽車電池。隨著現代技術和工業的發展,石墨的應用領域還在不斷拓寬,已成為高科技領域中新型復合材料的重要原料,在國民經濟中具有重要的作用。
國防
用于原子能工業和國防工業: 石墨具有良好的中子減速劑用于原子反應堆中,鈾一石墨反應堆是應用較多的一種原子反應堆。作為動力用的原子能反應堆中的減速材料應當具有高熔點,穩定,耐腐蝕的性能,石墨*可以滿足上述要求。作為原子反應堆用的石墨純度要求很高,雜質含量不應超過幾十個PPM 。特別是其中硼含量應少于0.5PPM 。在國防工業中還用石墨制造固體燃料火箭的噴嘴,的鼻錐,宇宙航行設備的零件,隔熱材料和防射線材料。
導電原理
一般橡膠是絕緣的,如果需要導電那么就需要添加導電物質,石墨粉具有*的導電性和潤滑脫模性。把石墨加工成石墨粉,具有優良的潤滑,導電性能,石墨粉的純度越高,導電性能越好。很多特種橡膠制品廠需要導電橡膠,那么用石墨粉添加到橡膠里面可以導電嗎?答案是可以的,但是也有一個問題,石墨粉在橡膠中的比例是多少呢?有的企業用的比例是不超過30%,這類的是在耐磨橡膠產品上面的,像汽車輪胎等等,也有特種橡膠廠的比例是,這樣的才會導電,導電的基本原則是導電體不能中斷,就像一根電線,如果中間斷了那么也就不會通電了,導電橡膠里面的導電石墨粉就是導體,如果石墨粉被絕緣的橡膠隔斷了,那么也就不導電了,所以石墨粉比例少了導電的效果恐怕也不好。
熱傳導
石墨的熱傳導(heat conduction of graphite)
石墨體內存在溫度梯度時,熱量從高溫處向低溫處的流動。表征石墨導熱能力的參數是熱導率。熱導率入是單位時間內、單位面積上通過的熱量q(熱流密度)與溫度梯度grad T之間的比例系數。
q=–λgrad T
(1)式中負號表示熱流方向與溫度梯度方向相反。式(1)常稱為熱傳導的傅里葉定律。假如垂直于x軸方向的截面積為ΔS,材料沿x軸方向溫度梯度為dT/dx,在Δτ時間內,沿x軸正方向流過ΔS截面的熱量為ΔQ,在穩定傳熱狀態下,式(1)具有如下的形式:
(2)熱導率的法定單位是W·m·K。對于不穩定傳熱過程,即物體內各處溫度隨時間而變化。與外界無熱交換,本身存在溫度梯度的物體,隨著時間的推移,溫度梯度會趨于零,即熱端溫度不斷降低和冷端溫度不斷升高,*終達到一致的平衡溫度。在這種不穩定傳熱過程中,物體內單位面積上溫度隨時問的變化率為:
(3)式中τ為時間,ρ為密度,cp為質量定壓熱容。λ/ρcp常稱為石墨的熱擴散率或導溫系數,常用單位為cm/s。
熱傳導是通過導熱載體的運動來實現的。石墨的導熱載體有電子、聲子(晶格振動波)、光子等。石墨的熱導率可表示為各種導熱載體的貢獻的迭加:
(4)式中vi、li、ci分別為導熱載體i的運動速度、平均自由程和單位體積的比熱容。石墨的各種導熱載體之間又相互作用、相互制約。例如不同頻率的聲子之間互相碰撞、產生散射,聲子與晶界、點陣缺陷和雜質之間也產生散射,影響其平均自由程。因此,石墨的熱傳導是一個極為復雜的物理過程。理論上準確預測各種石墨的熱導率數值及其隨溫度的變化,雖然有過長期的艱苦工作,但僅取得了有限的成績。粗略地說,在常溫和不太高的溫度下(小于2000K),聲子熱導率占壓倒優勢,電子及光子的熱導可以忽略不計。在極低溫度下(小于10K)電子熱導才占有一定的分量。光子熱導要在很高的溫度下(2000K以上)才開始出現。石墨的熱導率隨其電導率的增大而升高(見威德曼·弗朗茲定律






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