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石墨的基本结构、性质、分类与特点你知道多少?
作者:admin    发布日期:2019/11/14     关注次数:     二维码分享

石墨的晶体结构


石墨是由单一碳元素组成的物质,晶体结构属六方晶系,呈六边形层状结构。层面上碳原子以sp2杂化轨道形成的σ键和Pz轨道形成的离域π键相结合,形成牢固的六角形网格状平面,碳-碳原子间距为1.42Å,碳原子间具有极强的键能(345KJ/mol),而碳原子平面之间则以较弱的范德华力结合(键能为16.7KJ/mol),层面间距为3.354Å。


石墨质软,呈黑灰色;有油腻感,可污染纸张。硬度为1~2、理论密度为2.26g/cm3。


自然界中没有纯净的石墨,天然石墨矿物中往往含有SiO2、A12O3、FeO、CaO、P2O5、CuO等杂质。


这些杂质常以石英、黄铁矿、碳酸盐等矿物形式出现。此外,还含有水、碳氢化合物、CO2、H2、N2等气体。


因此对石墨的分析,除测定固定碳含量外,还必须同时测定挥发分和灰分的含量。


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石墨的基本性质


由于其特殊的结构,石墨具有如下优异性质:


(1)耐高温性:石墨是最耐温的物质之一,在常压下无熔点,即使经超高温电弧灼烧,重量的损失也很小。


(2)导电、导热性:石墨的导电性和导热性较高。导热系数随温度升高而降低,在极高的温度下,石墨甚至成为绝热体。


(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,石墨晶粒越大,晶体发育越完善,摩擦系数越小,润滑性能也越好。


(4)化学稳定性:石墨在常温下具有良好的化学稳定性,能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。


(5)可塑性:石墨具有一定的韧性,可进行简单的机械加工,晶体发育程度较高的石墨甚至可碾成很薄的薄片。


(6)抗热震性:石墨热膨胀系数很小,使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏。


石墨的分类及特点


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。


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