石墨的作用和用途,石墨都有哪些用途？ _生活知识

石墨是元素碳的一种同素异形体，每个碳原子的周边连结著另外三个碳原子（排列方式呈蜂巢式的多个六边形）以共价键结合，构成共价分子。由于每个碳原子均会放出一个电子，那些电子能够自由移动，因此石墨属于导电体。石墨是其中一种最软的矿物，它的用途包括制造铅笔芯和润滑剂。碳是一种非金属元素，拉丁语为Carbonium 。
石墨的特性
石墨及其制品具有高强耐酸性、抗腐蚀和耐高温3000℃以及耐低温-204℃等优良特性，被广泛的应用在冶金、化工、石油化工、高能物理、航天、电子等方面。石墨的具体特性大致有以下几种：
1、超强的耐高温特性
石墨的熔点为3850±50℃，沸点为4250℃，即使经超高温电弧灼烧，重量的损失很小，热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而加强，在2000℃时，石墨强度提高一倍。
2、石墨制品具有很好的导热性、抗热震性。石墨在常温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏，温度突变时，石墨的体积变化不大，不会产生裂纹。
3、石墨制品具有化学稳定性和抗侵蚀能力。石墨在常温下具有很好的化学稳定性，不受任何强酸，强碱及有机溶剂的侵蚀。
4、石墨制品环保健康，无放射性污染，耐高温。碳要在2000-3300度高温的环境下经过至少十几个昼夜的石墨化过程才能成为石墨，因此，石墨中的有毒有害物质早已释放殆尽，至少在2000度以内是非常稳定的。
5、石墨制品具有很好的吸附性。炭的空隙结构使炭具有很好的吸附性，故炭常被用作吸附材料，用于吸附水分、气味、有毒物质等。
石墨的具体用途：
1、作耐火材料包括耐火砖，坩祸，连续铸造粉，铸模芯，铸模洗涤剂和耐高温材料。
镁碳砖镁碳耐火材料是60年代中期，由美国研制成功;在世界范围内镁碳砖已大量用于炼钢，并已成为石墨的一种传统用途。铝碳砖铝碳耐火材料主要用于连续铸造，扁钢坯自位输管道的保护罩，水下喷管以及油井爆破筒等。
用石墨制造的成型和耐火的坩锅及其有关制品，例如坩锅，曲颈瓶，塞头和喷嘴等，具有高耐火性，低的热膨胀性，熔炼金属过程中，受到金属浸润和冲刷时亦稳定，高温下良好的热震稳定性和优良的热传导性，所以石墨增祸及其有关制品被广泛用于直接熔融金属的工艺中。
2、炼钢
石墨和其他杂质材料用于炼钢工业时可作为增碳剂。渗碳使用的碳质材料的范围，很广，包括人造石墨，石油焦，冶金焦炭和天然石墨。在世界范围内炼钢增碳剂用石墨仍是土状石墨的主要用途之一。
3、作导电材料
石墨在电气工业中广泛用来作电极，电刷，碳棒，碳管，水银整流器的正极，石墨垫圈，电话零件，电视机显像管的涂层等等。其中以石墨电极应用最广，在冶炼各种合金钢，铁合金时，大量使用石墨电极。电气工业中所使用的石墨，对粒度和品位要求很高。
4、作耐磨和润滑材料
石墨在机械工业中常作润滑剂。润滑油往往不能在高速，高温，高压的条件下使用，而石墨耐磨材料可以在一200℃一2000℃温度并在很高的滑动速度下(loom / s )不用润滑油工作。许多输送腐蚀介质的设备，广泛采用石墨材料制成活塞环，密封圈和轴承，它们运转时，勿需加入润滑油，石墨乳也是许多金属加工(拔丝，拉管)时的良好的润滑剂。
5、作耐腐蚀材料
石墨具有良好的化学稳定性。经过特殊加工的石墨，具有耐腐蚀，导热性好，渗透率低等特点，而广泛用于制作热交换器，反应槽，凝缩器，燃烧塔，吸收塔，冷却器，加热器，过滤器，泵等设备。这些设备用于石油化工，湿法冶金，酸碱生产，合成纤维，造纸等工业部门，可节省大量的金属材料。
6、用于原子能工业和国防工业
石墨具有良好的中子减速性能，最早作为减速剂用于原子反应堆中，"铀一石墨"反应堆是目前应用较多的一种原子反应堆。作为动力用的原子能反应堆中的减速材料应当具有高熔点，稳定，耐腐蚀的性能，石墨完全可以满足上述要求。
7、作防垢防锈材料。
石墨能防止锅炉结垢。有试验表明，在水中加入一定量的石墨粉，能防止锅炉表面结垢。此外石墨涂在金属烟囱、屋顶、桥梁、管道上可以防腐和防锈。
8、石墨新用途
1)柔性石墨制品。柔性石墨又称膨胀石墨，是70年代开发的一种新的石墨制品。1971年美国研究成功柔性石墨密封材料，解决了原子能阀门泄漏问题，随后德，日，法也开始研制生产。这种产品除具有天然石墨所具有的特性外，还具有特殊的柔性和弹性。因此，是一种理想的密封材料，广泛用于石油化工，原子能等工业领域，国际市场需求量逐年增长。
2)制作半金属摩擦材料。自70年代以来，离合器和自动衬广泛使用半金属摩擦材料。半金属摩擦材料是将石墨和金属粉，钢纤维，陶土粉用合成树脂粘结而成。这些自动衬主要可用于高速设备，如飞机，卡车以及越野车的制动装置和离合器片。

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【石墨的作用和用途,石墨都有哪些用途？】石墨都有哪些用途？
1、作耐火材料：石墨及其制品具有耐高温、高强度的性质，在冶金工业中主要用来制造石墨坩埚，在炼钢中常用石墨作钢锭之保护剂，冶金炉的内衬。2、作导电材料：在电气工业上用作制造电极、电刷、碳棒、碳管、水银正流器的正极，石墨垫圈、电话零件，电视机显像管的涂层等。3、作耐磨润滑材料：石墨在机械工业中常作为润滑剂。润滑油往往不能在高速、高温、高压的条件下使用，而石墨耐磨材料可以在200~2000 ℃温度中在很高的滑动速度下，不用润滑油工作。许多输送腐蚀介质的设备，广泛采用石墨材料制成活塞杯，密封圈和轴承，它们运转时勿需加入润滑油。石墨乳也是许多金属加工(拔丝、拉管)时的良好的润滑剂。4、石墨具有良好的化学稳定性。经过特殊加工的石墨，具有耐腐蚀、导热性好，渗透率低等特点，就大量用于制作热交换器，反应槽、凝缩器、燃烧塔、吸收塔、冷却器、加热器、过滤器、泵设备。广泛应用于石油化工、湿法冶金、酸碱生产、合成纤维、造纸等工业部门，可节省大量的金属材料。5、作铸造、翻砂、压模及高温冶金材料：由于石墨的热膨胀系数小，而且能耐急冷急热的变化，可作为玻璃器的铸模，使用石墨后黑色金属得到铸件尺寸精确，表面光洁成品率高，不经加工或稍作加工就可使用，因而节省了大量金属。生产硬质合金等粉末冶金工艺，通常用石墨材料制成压模和烧结用的瓷舟。单晶硅的晶体生长坩埚，区域精炼容器，支架夹具，感应加热器等都是用高纯石墨加工而成的。此外石墨还可作真空冶炼的石墨隔热板和底座，高温电阻炉炉管，棒、板、格棚等元件。6、用于原子能工业和国防工业：石墨具有良好的中子减速剂用于原子反应堆中，铀一石墨反应堆是目前应用较多的一种原子反应堆。作为动力用的原子能反应堆中的减速材料应当具有高熔点，稳定，耐腐蚀的性能，石墨完全可以满足上述要求。作为原子反应堆用的石墨纯度要求很高，杂质含量不应超过几十个 PPM。特别是其中硼含量应少于 0.5PPM。在国防工业中还用石墨制造固体燃料火箭的喷嘴，导弹的鼻锥，宇宙航行设备的零件，隔热材料和防射线材料。7、石墨还能防止锅炉结垢，有关单位试验表明，在水中加入一定量的石墨粉(每吨水大约用 4~5 克)能防止锅炉表面结垢。此外石墨涂在金属烟囱、屋顶、桥梁、管道上可以防腐防锈。8、石墨可作铅笔芯、颜料、抛光剂。石墨经过特殊加工以后，可以制作各种特殊材料用于有关工业部门。9、电极：石墨何以能取代铜做为电极？20世纪60年代，铜做为电极材料被广泛应用，使用率约占90%，石墨仅有10%左右；21世纪，越来越多的用户开始选择石墨作为电极材料，在欧洲，超过90%以上的电极材料是石墨。铜，这种曾经占统治地位的电极材料，和石墨电极相比它的优势几乎消失殆尽。是什么导致了这个戏剧性的变化？当然是石墨电极的诸多优势。石墨（1）加工速度更快：通常情况下，石墨的机械加工速度能比铜快2~5倍；而放电加工速度比铜快2~3倍；材料更不容易变形：在薄筋电极的加工上优势明显；铜的软化点在1000度左右，容易因受热而产生变形；石墨的升华温度为3650度；热膨胀系数仅有铜的1/30 。（2）重量更轻：石墨的密度只有铜的1/5，大型电极进行放电加工时，能有效降低机床（EDM）的负担；更适合于在大型模具上的应用。（3）放电消耗更小；由于火花油中也含有C原子，在放电加工时，高温导致火花油中的C原子被分解出来，转而在石墨电极的表面形成保护膜，补偿了石墨电极的损耗。（4）没有毛刺；铜电极在加工完成后，还需手工进行修整以去除毛刺，而石墨加工后没有毛刺，节约了大量成本，同时更容易实现自动化生产；（5）石墨更容易研磨和抛光；由于石墨的切削阻力只有铜的1/5，更容易进行手工的研磨和抛光；（6）材料成本更低，价格更稳定；由于近几年铜价上涨，如今各向同性石墨的价格比铜更低，相同体积下，东洋炭素的普遍性石墨产品的价格比铜的价格低30%～60%，并且价格更稳定，短期价格波动非常小。正是这种无可比拟的优势，石墨逐渐取代铜成为EDM电极的首选材料