石墨
6石墨(graphite)是一种矿物名,主要成分是碳,通常产于变质岩中,是煤或碳质岩石(或沉积物)受到区域变质作用或岩浆侵入作用形成1。它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,每层间有微弱的范德华引力。出产地主要为中国、印度、巴西和朝鲜2。
石墨具有层状结构,层间结合力弱,其单晶呈鳞片状、板状,通常为鳞片状、块状或土状的集合体,平行底面为完全解理。莫氏硬度为1-2,密度为2.09-2.23g/cm3,比重2.21~2.26。有高的滑润性,但随鳞片的大小而改变,鳞片愈大,摩擦系数越小,在3500℃升华3。具有良好的导电、导热和可塑等性质,广泛应用于石油化工、有色金属、核工业、航空航天等领域,是重要的战略性资源245。
基本信息
- 中文名
石墨
- 应用
铅笔芯、耐火材料、导电材料、润滑材料、碳素制造、防辐射材料等
- 性质
矿物
- 沸点
4250℃
- 危险性描述
无毒、粉尘吸入会引起呼吸道病
基本简介
名称来源
源于希腊文“graphein”,意为“用来写”。由德国化学家和矿物学家A.G.Werner于1789命名。
鉴定特征
铁黑色,硬度低,一组极完全解理,有滑感和染手。形态:单晶体常呈片状或板状,但完整的很少见。集合体通常为鳞片状,块状和土状。
成因和产地
石墨是在高温下形成。
石墨最常见于大理岩、片岩或片麻岩中,是有机成因的碳质物变质而成。煤层可经热变质作用部分形成石墨。少量石墨是火成岩的原生矿物。石墨也常见于陨石中,一般为团块状,以一定方位关系组成立方体外形的多晶集合体称方晶石墨。分布最广是石墨的变质矿床,系由富含有机质或碳质的沉积岩经区域变质作用而成;著名产地有纽约Ticonderoga,马达加斯加和Ceylon,我国以黑龙江鸡西市柳毛为最大的产地。
石墨质软,黑灰色;有油腻感,可污染纸张。硬度为1~2,沿垂直方向随杂质的增加其硬度可增至3~5。比重为1.9~2.3。比表面积范围集中在1-20m2/g,在隔绝氧气条件下,其熔点在3000℃以上,是最耐温的矿物之一。它能导电、导热。
自然界中纯净的石墨是没有的,其中往往含有SiO2、Al2O3、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,还有水、沥青、CO2、H2、CH4、N2等气体部分。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。
碳元素
碳是一种很常见的元素,它以多种形式广泛存在于大气和地壳之中。碳单质很早就被人认识和利用,碳的一系列化合物——有机物更是生命的根本。碳是生铁、熟铁和钢的成分之一。碳能在化学上自我结合而形成大量化合物,在生物上和商业上是重要的分子。生物体内大多数分子都含有碳元素。
存在形式
碳的存在形式是多种多样的,有晶态单质碳如金刚石、石墨;有无定形碳如煤;有复杂的有机化合物如动植物等;碳酸盐如大理石等。单质碳的物理和化学性质取决于它的晶体结构。高硬度的金刚石和柔软滑腻的石墨晶体结构不同,各有各的外观、密度、熔点等。
性质特征
常温下单质碳的化学性质比较稳定,不溶于水、稀酸、稀碱和有机溶剂;不同高温下与氧反应燃烧,生