天然石墨与人造石墨刍议.PDF

COVER STORY 封面专题 天然石墨与人造石墨刍议 / 文 刘洪波 石墨可分为天然石墨与人造石墨，二者结 构相近，物理化学性质相同，但用途有较大的 差异。在众多介绍石墨材料的文献中，某些作 者由于没有注意到二者的差异而笼统地称之为 石墨。这种将二者混为一谈的结果已造成较多 的误导，甚至导致决策错误，造成了较大的资 源浪费和经济损失。 44 高科技与产业化 . 月刊 专家视野 近年来，天然石墨资源丰富地区的 H 、N 等气体。因此对石墨的分析，除 2 2 政府出于发展经济的考量，积极推动天 测定固定碳含量外，还必须同时测定挥 然石墨产业的发展，掀起了以天然石墨 发分和灰分的含量。 为原料开发人造石墨制品的热潮。应该 石墨的基本性质 说借鉴人造石墨的制备工艺，开发石墨 由于其特殊的结构，石墨具有如下 新产品，不失为一条拓展天然石墨应用 优异性质 ：（1）耐高温性 ：石墨是最耐 领 域 的 重 要 途 径， 但 由 于 二 者 在 结 构、 温的物质之一，在常压下无熔点，即使 性 能 和 用 途 等 方 面 既 有 联 系 又 有 区 别， 经超高温电弧灼烧，重量的损失也很小。 因此有必要进行分析和讨论，使管理者 （2）导电、导热性 ：石墨的导电性和导 与科研人员能正确理解和使用天然石墨 热性较高。导热系数随温度升高而降低， 材料，使天然石墨新产品的开发更加健 在极高的温度下，石墨甚至成为绝热体。 康高效。 （3）润滑性 ：石墨的润滑性能取决于石 墨晶粒大小和晶体发育程度，石墨晶粒 石墨的基本结构、性质与分类 越大，晶体发育越完善，摩擦系数越小， 石墨的晶体结构 润滑性能也越好。（4）化学稳定性 ：石 石 墨 是 由 单 一 碳 元 素 组 成 的 物 质， 墨在常温下具有良好的化学稳定性，能 晶体结构属六方晶系，呈六边形层状结 耐 酸、 耐 碱 和 耐 有 机 溶 剂 的 腐 蚀。（5） 构。 层 面 上 碳 原 子 以 sp2 杂 化 轨 道 形 成 可塑性 ：石墨具有一定的韧性，可进行 的 σ 键和 Pz 轨道形成的离域 π 键相结 简单的机械加工，晶体发育程度较高的 合，形成牢固的六角形网格状平面，碳 - 石墨甚至可碾成很薄的薄片。（6）抗热 碳 原 子 间 距 为 1.42Å ， 碳 原 子 间 具 有 极 震性 ：石墨热膨胀系数很小，使用时能 强的键能（345KJ/mol），而碳原子平面 经受住温度的剧烈变化而不致破坏。 之间则以较弱的范德华力结合（键能为