关于石墨的特性和应用

发表于 2023-8-31 21:20:21
当我们听到“石墨”这个词时,我们的想象力就会颠覆我们对铅笔中常用的铅(石墨和粘土的混合物)的想象。当然,文具配件的生产并不是这种流行矿物的唯一用途。

什么是石墨?
让我们从基础知识开始,回答关键问题:石墨到底是什么?许多外行人将其与所谓的铅(铅笔的芯)联系起来。石墨作为一种多晶型矿物,是碳的一种形式,由于其结构,石墨分为两种类型:

六角形(六角形结构),
三角形(包含菱形细胞)。

石墨在自然条件下存在于世界各地的岩石中,例如:石墨片岩和结晶片岩。这些矿物质可以在苏台德山脉、喀尔巴阡山脉和塔特拉山脉以及亚洲、非洲和美洲的山脉中找到。科学家们还开发了一种通过对无烟煤等成分中含有碳的物质进行高温热处理来获得石墨的人工方法。目前最大的石墨生产设施位于中国,中国也是对该原材料需求最高的国家之一。

石墨有哪些物理和化学性质?
具有银色金属光泽的黑色石墨是最著名的煤炭形式之一。还有哪些其他区别项目?这种矿物是:

极软,容易破碎、压碎(在 10 级莫氏硬度标度中,石墨与滑石一起排名第一),
腻,
抗压、
油腻的,
无味,
传导(电能和热能)。

石墨颗粒具有润滑性能,耐酸碱。石墨不溶于水,重要的是,它不会释放可能导致环境污染的有毒化合物。

石墨的工业应用
由于其特殊的性能,天然石墨和合成石墨引起了不同行业制造商的极大兴趣。除其他外,这种矿物还用于生产:

坩埚、蒸馏器和其他耐火实验室容器,
用于车辆、设备和机械维护的石墨润滑剂,
石墨聚苯乙烯泡沫塑料,用于建筑物的隔热,
电弧炉用石墨电极,
泵密封剂(密封带或密封片),
浸渍漆和防腐漆。

防火石墨还用作化学实验室的试剂和用作慢化剂,即核反应堆中的中子慢化剂。该原材料还用作生产以下产品的成分:

冶金和工业实验室的铸造模具,
机械和电器部件(特别是在高温下工作的部件)。

石墨——家庭应用
正如您所看到的,石墨具有广泛的工业应用。我们已经知道,黑色的柏油状矿物也是制作我们从小就使用的铅笔的极好材料。用普通橡皮擦可以快速从纸上去除铅制的字迹,使铅笔成为钢笔的最佳替代品和喷墨笔。

石墨存在于许多化妆品中,例如睫毛膏、眼线笔和唇线笔。它也存在于我们日常使用的电子设备中——手机、相机甚至电动汽车的锂离子电池中。

关于石墨的有趣事实
希腊语gráphein 的意思是:书写。因此,这种矿物的名称指的是其主要特征之一,即其油腻性。第一种原始的石墨铅笔,在十五世纪和十六世纪之交被德国画家阿尔布雷希特·丢勒(Albrecht Dürer)用作木炭的替代品。

石墨作为碳的一种形式,由德国-瑞典化学家和药剂师 Carl Wilhelm Scheele 在 18 世纪 70 年代末首次描述。舍勒还发现了氧、甘油、氯、钨和许多我们今天仍在使用的酸。

石墨是碳的一种形式。这意味着它属于矿物家族,其中还包括金刚石,即最坚硬的石头。在莫氏硬度中,钻石占据最高的位置,即第十位。

数百年来,含有石墨粉的烟灰一直是清洁剂(即用于皮鞋保养的糊剂和其他试剂)的基本成分之一。

纯粉状石墨作为生产石墨复合材料的半成品,用于制造高质量、轻质、抗变形的网球拍。石墨球拍受到全球业余和职业网球运动员的重视。

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