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耐火材料原材料——石墨具备的7大特性

发表时间:2022-03-03 访问量:19944

      石墨是生产镁碳质耐火材料重要的原材料之一,根据天然石墨层和层之间的位置不同,导致天然石墨会存在两种不同类型的晶体结构,其中一种是在1917年由科学家Hull次猜测出来,而在1924年由Hassel和Mark两人通过使用X射线衍射仪(XRD)测定出来,从而得到了石墨的种结构即ABAB型结,也就是我们常说的六方晶系图a结构,也是石墨理想的晶体结构。另一种天然石墨结构是在1942年Lipson和St℃kes两个人测定得出,即ABC型结构,也是我们常说的菱面晶系图b结构。在石墨的这两种晶体结构中,理想的六方晶系结构占主要的部分,而菱面结构主要是和六方晶细结构混在一起,以少量为主。石墨原材料

图1天然石墨两种不同晶体结构

      石墨是具有晶质结构的矿物,以单质形式存在,素有“黑金子”的美誉,具有层状结构,分子间以分子键、离子键、共价键形式存在。石墨具有金属光泽、颜色偏灰黑色、有滑润性、含油性、疏水性等优良特性,使得石墨具有以下特性:

(1)化学稳定性:

      在高于500℃条件下,石墨才开始被氧化,所以一般情况下,石墨的化学活性低,与有机/无机酸碱或溶剂都不会发生反应(氢氟酸也只是和其中的二氧化硅和金属矿反应),所以其具备优良的化学性质,可以制备反应容器或药品的存储器件。

(2)导热性:

      石墨由于具备层状结构所以容易导热,其导热性能比一般的非金属和金属材料都要好,而和其他导热材料更大的区别是:石墨的承受温度与导热系呈负相关关系,即温度越高导热系数越低,在温度较高的情况下石墨可以成为绝热材料。

(3)导电性:

      由于石墨中存在容易移动的电子,从而导致石墨具有导电性能,其导电性比一般的非金属要高很多倍,而比一般的金属差不多或略高于一般金属的导电性,因此电池的负极材料、导电油墨等都用石墨做原料。

(4)可塑性:

      石墨具备优良的可塑性,因为石墨在软时可以舒展成厚度为0.2μm的片层,硬时强度高于金刚石。当石墨微粒的直径在5~10μm时,可以很好地吸附在固体表面,所以可以将其作为填料应用在重防腐涂料里面也可以制成不同形状的石墨产品如:石墨垫圈、石墨膜,石墨纸等。

(5)特殊的抗热震性:

      石墨在常温下不会因温度的快速变化而受到影响,当温度达到在2500℃时石墨的强度会比常温时高出1倍左右,因为石墨的热膨胀系数很小约为1.2×10-6,所以石墨在高温下体积变化不明显,而且不会出现裂纹等现象。

(6)润滑性:

      润滑性是石墨具备优良的性质之一,由于在润滑体系中石墨的摩擦系数小(≤0.1),所以是润滑剂中常添加的填料。由于石墨的层状结构,所以其具有润滑性能,其性能和天然鳞片石墨的大小呈正相关,即天然鳞片石墨片越大其润滑性越好,由于微晶石墨的片层比较小所以其润滑性能则没鳞片石墨好。

(7)耐高温性:

      石墨因其沸点为4250℃,熔点在3850℃左右,是目前发现最耐高温和应用最广泛的非金属材料之一。石墨因其较低的热膨胀系数即使被高温灼烧其重量也损失较少。因此在耐火或耐高温材料中都会使用石墨作为材料。


营口德盛碳素有限公司(简称“德盛碳素”)是一家专业从事碳素制品生产,研发与销售的科技型民营企业。德盛碳素拥有能源评估年产量16万吨的许可,德盛碳素目前石墨电极年产量6.5万吨。


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