資源型礦物簡介、石墨介紹

1、資源型礦物簡介、石墨介紹 石墨質軟，黑灰色；有油膩感，可污染紙張。硬度為12，沿垂直方向隨雜質的增加其硬度可增至35。密度為。1） 耐高溫性：石墨的熔點為385050，沸點為4250，即使經(jīng)超高溫電弧灼燒，重量的損失很小，熱膨脹系數(shù)也很小。石墨強度隨溫度提高而加強，在2000時，石墨強度提高一倍。二、石墨的性質n2） 導電、導熱性：石墨的導電性比一般非金屬礦高一百倍。導熱性超過鋼、鐵、鉛等金屬材料。導熱系數(shù)隨溫度升高而降低，甚至在極高的溫度下，石墨成絕熱體。3） 潤滑性：石墨的潤滑性能取決于石墨鱗片的大小，鱗片越大，摩擦系數(shù)越小，潤滑性能越好。4） 化學穩(wěn)定性：石墨在常溫下有良好的化學穩(wěn)定性，

2、能耐酸、耐堿和耐有機溶劑的腐蝕。5） 可塑性：石墨的韌性好，可年成很薄的薄片。6） 抗熱震性：石墨在常溫下使用時能經(jīng)受住溫度的劇烈變化而不致破壞，溫度突變時，石墨的體積變化不大，不會產(chǎn)生裂紋。n自然界中純凈的石墨是沒有的，其中往往含有Si02、A1203、Fe0、CaO、P2O5、Cu0等雜質。這些雜質常以石英、黃鐵礦、碳酸鹽等礦物形式出現(xiàn)。此外，還有水、瀝青、CO2、H2、CH4、N2等氣體部分。因此對石墨的分析，除測定固定碳含量外，還必須同時測定揮發(fā)分和灰分的含量。 三、石墨的分類n石墨的工藝特性主要決定于它的結晶形態(tài)。結晶形態(tài)不同的石墨礦物，具有不同的工業(yè)價值和用途。工業(yè)上，根據(jù)結晶形態(tài)

3、不同，將天然石墨分為三類。n1致密結晶狀石墨 致密結晶狀石墨又叫塊狀石墨。此類石墨結晶明顯，晶體肉眼可見。顆粒直徑大于毫米。晶體排列雜亂無章，呈致密塊狀構造。這種石墨的特點是品位很高，一般含碳量為60% 65，有時達80%98，但其可塑性和滑膩性不如鱗片石墨好。n2鱗片石墨石墨晶體呈鱗片狀；這是在高強度的壓力下變質而成的，有大鱗片和細鱗片之分。此類石墨礦石的特點是品位不高，一般在2%3。是自然界中可浮性最好的礦石之一，經(jīng)過多磨多選可得高品位石墨精礦。這類石墨的可浮性、潤滑性、可塑性均比其他類型石墨優(yōu)越；因此它的工業(yè)價值最大。 n3隱晶質石墨 隱晶質石墨又稱非晶質石墨或土狀石墨，這種石墨的晶體直

4、徑一般小于1微米，是微晶石墨的集合體，只有在電子顯微鏡下才能見到晶形。此類石墨的特點是表面呈土狀，缺乏光澤，潤滑性也差。品位較高。一般的60%80。少數(shù)高達90以上。礦石可選性較差。 四、石墨的用途四、石墨的用途 石墨具有突出的耐高溫和耐低溫的性質，膨脹系數(shù)很小，體積穩(wěn)定，因此能抗急冷急熱的變化，石墨的耐高溫性質和一般金屬不同當溫度升高時，它不是趨于軟化，而其強度反而增高。 石墨是熱和電的良導體，其傳熱性能和導電性能和大多數(shù)金屬差不多，但又有其特點，一般的金屬當溫度升高時，導熱系數(shù)也隨之升高，而石墨的導熱系數(shù)相反，溫度升高時，其導熱系數(shù)反而下降。在極高的溫度下，石墨趨于絕緣狀態(tài)，因此在超高溫條

5、件下，石墨的隔熱性能是很可靠的。 石墨的可塑性和潤滑性早已在工業(yè)上獲得應用，鱗片越大，摩擦系數(shù)越小，因此鱗片石墨最滑，潤滑性最好，致密結晶狀石墨次之，土狀石墨潤滑性較差。 石墨是化學工業(yè)的超級材料，它的化學穩(wěn)定性非常突出，它耐酸、耐堿、耐腐蝕，在化工工業(yè)中具有特殊地位。 石墨還是原子反應堆優(yōu)良的減速劑，使石墨的用途進入了一個新的歷史階段，為了制造優(yōu)良的減速劑，石墨的提純工藝得到了進一步發(fā)展，因此石墨已成為原子能工業(yè)的重要材料。 柔性石墨新型發(fā)熱材料n 用純天然鱗片石墨原料加工的柔性石墨是經(jīng)嚴格的化學處理和熱處理制成的發(fā)熱材料，具有良好的導電和導熱性能。經(jīng)測試，電熱轉換率達97%以上，且發(fā)熱表面

6、溫度均勻、穩(wěn)定。在換熱方式一定的條件下，發(fā)熱體表面溫度恒定，在控制溫度范圍內(nèi)可隨意設定不再升溫。工作狀態(tài)下，具有化學性能穩(wěn)、耐高溫、壽命長等特點。并能產(chǎn)生遠紅外線。因此，是一種新型的發(fā)熱材料，有著較廣闊的應用領域和市場前景。 微波法制備納米多孔石墨微波法制備納米多孔石墨n n石墨內(nèi)含層狀結構，在某些外因作用下，一些分子、原子、離子或粒子團可被插入石墨層間，形成層間化合物。石墨層間化合物在瞬間高溫作用下，由于內(nèi)含的插層物急劇分解和氣化，并劇烈膨脹達數(shù)十到數(shù)百倍，形成物被稱為膨脹石墨。膨脹石墨是一種疏松多孔的石墨材料，經(jīng)碾壓等過程可制成不同孔隙的多孔材料，在環(huán)境、化工、能源、消防、建筑等領域具有廣

7、泛的用途。 n 采用傳統(tǒng)高溫膨化法制備的膨脹石墨，其孔隙率非常大，孔徑也很大，大多數(shù)孔隙限制了多孔石墨的應用，降低了應用效果。同濟大學材料科學與工程學院環(huán)境材料研究所采用新穎和微波法，對石墨進行膨化處理。由于微波法與高溫膨化法對石墨作用機制的不同，可產(chǎn)生不同的膨化效果。通過控制微波加熱的功率、時間等參數(shù)，可容易地調(diào)整對石墨處理的強弱程度。此外，微波法開停方便，具有高效和節(jié)能的優(yōu)點。硅化石墨及其制品硅化石墨及其制品 n 硅化石墨是上世紀80年代末研制出的一種功能材料，即在石墨材料表面涂覆碳化硅層而構成的一種復合功能材料。n它主要制作在高溫條件下，腐蝕和腐蝕介質中工作的設備部件。與傳統(tǒng)材料相比，它

8、具有很高的硬度、抗壓強度、耐熱強度、耐熱性以及耐化學腐蝕和磨蝕性。此外硅化石墨還具有良好的耐磨性能和電物理性能。它的重量僅為金屬的50%15%，而在兆帕的壓力下其透氣率僅為5.610-8厘米2/秒。n生產(chǎn)鋼筋混凝土時，使用無鎢硬質合金拉絲模校直徑5毫米的鋼筋時，其使用壽命為1200小時，而在同樣條件下，硅化石墨拉絲模的使用壽命可達2500小時 n在加工高嶺土的CM-300型柱銷式磨機上，用硅化石墨制成的柱銷，工作1600小時的磨損僅為毫米，而用傳統(tǒng)材料（通過為HPC55-60的合金）制成的柱銷工作800小時就會報廢； n用硅化石墨制成原水力旋流器，其耐用性能比一般常用材料制成的大15-20倍；

9、 n硅化石墨用作選礦廠磨礦機襯里磨細鈦鐵礦時，設備使用一個半月后，襯里也未出現(xiàn)磨損。 n硅化石墨還可用作射流磨工作表面的涂層。由于硅化石墨可承受1100的溫落差，因此，它制成的噴咀在使用壽命方面是其它材料所不能相比的， n硅化石墨的耐熱程度很高，是用于生產(chǎn)冶金粉末用模壓機的最佳材料； n用硅化石墨制成的鉆頭使用壽命為50-60小時，比用硬質合金制成的相同制品大10倍。n使用1千克硅化石墨節(jié)約350-400千克黑色和有色金屬，200-250千克不銹鋼和25-30千克硬質合金 ；n對于鋼筋校直套管來說，使用1千克硅化石墨的經(jīng)濟效益約為2700美元；n在化工泵的密封襯套和端面密封材料方面，1套密封材

10、料的經(jīng)濟效益約為250美元。n總之，在國民經(jīng)濟中使用1噸硅化石墨的經(jīng)濟效益為6-540萬美元。俄羅斯發(fā)明除油污泡沫石墨俄羅斯發(fā)明除油污泡沫石墨n俄羅斯的維克托*彼得里克院士最近發(fā)明了一種可用于除去油污的泡沫石墨。其吞噬石油的能力比世界上最好的吸著劑高出13倍。新型材料經(jīng)濟實用，每立方厘米泡沫石墨重0.01 至克，1克材料覆蓋的面積達250平方米，是非常獨特的環(huán)保材料。這種泡沫石墨就像海綿那樣吸著石油和石油產(chǎn)品。然后對它擠壓，吸入的98%的石油可以被擠壓出來，擠壓出來的石油可以使用，泡沫石墨本身也可以繼續(xù)使用。經(jīng)過多次使用后，將它壓成塊狀用作燃料，其燃燒質量不次于最優(yōu)質的煤碳。n這種材料不易化合

11、，抗腐蝕性介質能很好地吸著溶解、乳化和氣體狀態(tài)的油類產(chǎn)品。它可以用來拯救落入油污中的動物和鳥類。這種材料用于滅火也很有效。用直升機將泡沫石墨粉撒入火海中可撲滅熊熊大火。泡沫石墨甚至可消除劇毒的火箭燃料和核電站使用的堿性金屬。它還具有吸收空氣中的懸浮顆粒的功能。 石墨烯石墨烯石墨烯（石墨烯（Graphene）是一種二維碳材料，是單層石）是一種二維碳材料，是單層石墨烯、雙層石墨烯和少層石墨烯的統(tǒng)稱。墨烯、雙層石墨烯和少層石墨烯的統(tǒng)稱。石墨烯一直被認為是假設性的結構，無法單獨穩(wěn)定存石墨烯一直被認為是假設性的結構，無法單獨穩(wěn)定存在，直至在，直至2004年，英國曼徹斯特大學物理學家安德烈年，英國曼徹斯特

12、大學物理學家安德烈海海姆姆(Andre Geim)和康斯坦丁和康斯坦丁諾沃肖洛夫諾沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)，成功地在實驗中從石墨中分離出石墨烯，成功地在實驗中從石墨中分離出石墨烯，而證實它可以單獨存在，兩人也因而證實它可以單獨存在，兩人也因“在二維石墨烯材料的在二維石墨烯材料的開創(chuàng)性實驗開創(chuàng)性實驗”，共同獲得，共同獲得2010年諾貝爾物理學獎。年諾貝爾物理學獎。石墨烯是已知的世上最薄、最堅硬的納米材料，具有石墨烯是已知的世上最薄、最堅硬的納米材料，具有超輕、超強導電性、優(yōu)異的室溫導熱和透光性，幾乎完全超輕、超強導電性、優(yōu)異的室溫導熱和透光性，幾乎完全透明，結構穩(wěn)定。

13、常溫下其電子遷移率超過納米碳管或硅透明，結構穩(wěn)定。常溫下其電子遷移率超過納米碳管或硅晶體高，而電阻率只約晶體高，而電阻率只約10-8 m，比銅或銀更低，為世上，比銅或銀更低，為世上電阻率最小的材料。電阻率最小的材料?？梢蕴娲?，制造未來新一代超級計算機；替代可以替代硅，制造未來新一代超級計算機；替代ITO透明導電薄膜，應用于觸摸屏、柔性顯示、太陽能電池等透明導電薄膜，應用于觸摸屏、柔性顯示、太陽能電池等電子工業(yè)領域；電子工業(yè)領域；還可應用于海水淡化、可降解塑料、散熱膜、防腐涂還可應用于海水淡化、可降解塑料、散熱膜、防腐涂層、生物材料、復合材料、平板電腦、手表日歷、移動層、生物材料、復合材料、平板電腦、手表日歷、移動 、光電探測器、石墨烯紙、石墨烯布以及航天軍工、超輕防光電探測器、石墨烯紙、石墨烯布以及航天軍工、超輕防彈衣、超薄超輕飛機、超薄折疊手機