簡(jiǎn)介
石墨是一種由碳原子組成的層狀晶體材料，兼具金屬和非金屬特性，因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)而具有優(yōu)異的導(dǎo)熱、導(dǎo)電、耐高溫和自潤(rùn)滑性能，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、能源、電子等領(lǐng)域。石墨是“工業(yè)萬(wàn)金油”材料，選型需關(guān)注：
? 純度與灰分（影響導(dǎo)電/耐蝕性）
? 結(jié)構(gòu)取向（層間vs層內(nèi)性能差異）
? 環(huán)境適應(yīng)性（氧化/輻照條件）
高端發(fā)展方向：
- 各向同性石墨：用于半導(dǎo)體單晶爐
- 石墨烯衍生材料：突破傳統(tǒng)性能極限
基本特性
特性
數(shù)值/描述
數(shù)值/描述
六方層狀結(jié)構(gòu)，層間以范德華力結(jié)合
密度
2.09~2.23 g/cm3（天然石墨）
熔點(diǎn)
3650℃（常壓下直接升華）
導(dǎo)電性
電阻率 5~50 μΩ·m（與銅相近）
導(dǎo)熱性
300~1900 W/(m·K)（平行于層面方向）
摩擦系數(shù)
0.1~0.3（干燥環(huán)境下自潤(rùn)滑）
化學(xué)穩(wěn)定性
耐酸堿（除強(qiáng)氧化性酸），惰性氣氛中耐溫達(dá)3000℃
主要類型
2.1 按來(lái)源分類
| 類型 | 特點(diǎn) | 典型用途 |
| 天然石墨 | - 鱗片石墨：高結(jié)晶度，導(dǎo)電/導(dǎo)熱性好 - 土狀石墨：低純度，廉價(jià) |
電池負(fù)極、耐火材料 |
| 人造石墨 | 石油焦/瀝青焦經(jīng)高溫石墨化，純度>99% | 電極、核反應(yīng)堆慢化劑 |
類型
特點(diǎn)
典型形態(tài)
塊狀石墨
高密度，機(jī)械強(qiáng)度高
電極、坩堝
柔性石墨
膨脹石墨壓制，可壓縮回彈
密封墊片、導(dǎo)熱膜
石墨烯
單原子層石墨，超高強(qiáng)度/導(dǎo)電性
納米材料、傳感器
關(guān)鍵性能參數(shù)
參數(shù)
測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)
典型值
灰分
ISO 1171
0.1%~5%（高純石墨≤0.5%
揮發(fā)分
ASTM D3173
<1%
抗壓強(qiáng)度
ISO 18515
20~100 MPa
熱膨脹系數(shù)
ASTM E831
(1~5)×10??/℃（各向異性
工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域
4.1 密封材料
- 柔性石墨墊片：耐高溫腐蝕，用于管道法蘭（可達(dá)650℃）
- 盤根填料：泵閥密封，替代石棉
4.2 導(dǎo)電/導(dǎo)熱材料
- 電池負(fù)極：鋰離子電池主流負(fù)極材料（理論容量372mAh/g）
- 散熱片：5G設(shè)備、LED散熱基板
4.3 高溫結(jié)構(gòu)材料
- 石墨坩堝：熔煉金屬（銅、金）
- 電刷/電極：電弧爐、電解鋁
4.4 新興領(lǐng)域
- 核工業(yè)：高溫氣冷堆慢化劑
- 航天：火箭噴管喉襯（耐3000℃沖刷）
加工工藝
工藝
流程
適用產(chǎn)品
等靜壓成型
石墨粉+粘結(jié)劑→高壓成型→燒結(jié)
高密度電極、坩堝
膨脹石墨制備
天然石墨+酸插層→高溫膨脹→壓延
柔性石墨箔
CVD法
甲烷高溫分解沉積
高純熱解石墨
選型指南
1. 高溫密封：選柔性石墨（氧化環(huán)境需浸漬處理）
2. 導(dǎo)電需求：高結(jié)晶度鱗片石墨（電阻率<10 μΩ·m）
3. 耐磨部件：添加二硫化鉬的復(fù)合石墨
4. 核級(jí)應(yīng)用：需硼含量<5ppm的高純石墨
