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石墨可以用作導電材料,例如:在電氣工業(yè)上的碳棒、正流器的正極、電刷等都是用石墨來制作的。用石墨作耐磨滑材料代替潤滑油是很明智的選擇,石墨在機械生產(chǎn)中常常被用來當作潤滑劑,我們都知道潤滑油在高溫、高壓的情況下是不能使用的,而石墨則不同,石墨在高溫的環(huán)境下還能使用。利用石墨具有良好的化學性質(zhì),可以用于石油化工、合成纖維、加熱器等,不但具有耐腐蝕性,石墨的導電性也相當?shù)暮谩臉O化曲線來看,氧化石墨的耐腐蝕性能比可膨脹石墨的耐腐蝕性能要好,而可膨脹石墨的耐腐蝕性能比天然石墨的要好,純度越高的天然石墨的耐腐蝕性能越好。因為石墨的膨脹系數(shù)小,因此可以用來制作翻砂、高溫冶金等材料。石墨具有良好的中子減速劑、穩(wěn)定、耐腐蝕??梢杂糜谠幽芄I(yè)和工業(yè)等。
剛石和石墨的化學成分都是碳(C),科學家們稱之為“同質(zhì)多像變體”,也有人稱“同素異形體”。從這種稱呼可以知道它們具有相同的“質(zhì)”,但“形”或“性”卻不同,且有天壤之別,金剛石是目前硬的物質(zhì),而石墨卻是很軟的物質(zhì)之一。大家都知道鉛筆芯就是用石墨粉和粘土配比而制成的,石墨粉多則軟,用“B“表示,粘土摻多了則硬,用“H”表示。石墨是一種重要的非金屬礦物資源,由于其優(yōu)良的特性且在自然界中儲量豐富,故石墨在電化學方面廣泛應用,常被用作電極材料。礦物學家用摩氏硬度來表示相對硬度,金剛石為10,而石墨的摩氏硬度只有1。它們的硬度差別那么大,關鍵在于它們的內(nèi)部結構有很大的差異。
石墨和金剛石的硬度差別如此之大,但人們還是希望能用人工合成方法來獲取金剛石,因為自然界中石墨(碳)藏量是很豐富的。但是要使石墨中的碳變成金剛石那樣排列的碳,不是那么容易的。十八世紀后期,人們就開始尋找合成的途徑,直至本世紀中葉。石墨(graphite)是一種礦物名,通常產(chǎn)于變質(zhì)巖中,是煤或碳質(zhì)巖石(或沉積物)受到區(qū)域變質(zhì)作用或巖漿侵入作用形成。1938年學者羅西尼通過熱力學計算,奠定了合成金剛石的理論基礎,算出要使石墨變成金剛石,至少要在15000個大氣壓、攝氏1500度的高溫條件下才可以,到50-60年代建成了能達到上述條件的儀器裝置。石墨在5-6萬大氣壓((5-6)×103MPa)及攝氏1000至2000度高溫下,再用金屬鐵、鈷、鎳等做催化劑,可使石墨轉(zhuǎn)變成金剛石。