碳和石墨材料

碳和石墨材料carbonandgraphitematerial图片：图片：tanheshimocailiao碳和石墨材料(卷名：机械工程)carbonandgraphitematerial　　由碳元素组成的一类非金属材料。碳元素有3种异构体：一种是无定形碳，

碳

和

石墨

材料carbonandgraphitematerial

图片：

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steel

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图片：

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tanheshimocailiao

碳和

石

墨材料(卷名：

机械

工程)

carbonandgraphitematerial

　　由

碳元素

组成的一类

非金属

材料。碳元素有3种异构体：一种是无定形碳，如

木炭

、

焦炭

、

炭黑

等；另两种是结晶形碳，即石墨和

金刚石

。无定形碳经高温处理可转化为石墨。石墨在催化剂作用和高压、高温条件下又可转化为

金

刚石。这也是

人造石

墨和人造金刚石的

生产

方法。

　　碳元素的3种异构体，其原子的空间排列各不相同。石墨属六方晶系，各层面由六角形环构成，层面与层面平行，呈有序的重叠晶体结构（图1）；金刚石属立方晶系的四面体结构（图2）；而无定形碳虽有微晶，但没有像石墨那样的有序排列。

　　分类　在机械工程中经常采用的碳和石墨，按组织结构可分为碳质材料和石墨材料。碳质材料是以

石油焦

、

沥青焦

为原料。

煤沥青

为

粘结

剂，经过混捏、压制成形、加

热

碳化而成。石墨按来源可分为

天然石

墨、人造石墨（包括特种石墨）两种。天然石墨还有鳞状和土状两种形态。人造石墨是由碳质材料再经2500℃以上高温

石墨化

处理而成。特种石墨是用一般石墨经

热压

加工处理，或采用其他有机原料和特殊

工艺

而获得。例如以热固性树脂经特殊

热处理

而成的

玻璃碳

；以碳氢化合物在高温下分解、沉积而成的热解石墨；以鳞状天然石墨经过酸处理，然后在高温下高度膨胀而成的柔性石墨，以及以合成纤维制成的

碳纤维

和石墨纤维等。

　　特点和用途　金刚石坚硬耐磨，常用作

磨料

、切削工具和勘探

钻头

。碳质材料和石墨材料因具有各种不同的优良性能，已在机械、

电机

、

冶金

、化工、电子、航空、航天、火箭、

原子能

等技术领域中广泛应用。一般人造石墨

导电性

好、耐热，可用于制造

电弧炉

和电火花加工

模具

的电*；因润滑耐磨，可用于制造

密封圈

、刮片、高温

轴承

。以热固性树脂浸渗而成的不透性石墨，因耐化学

腐蚀

性优良，

导热性

好，可用于化工设备中的

换热器

、

管道

和配件。柔性石墨富于弹性，可用于制造高温密封圈、

填料

、垫片。碳纤维、石墨纤维的

强度

很高，可用作以树脂、

金属

、

陶瓷

、碳等为基体的复合材料的增强材料。多孔石墨能耐高温，耐腐蚀气体和液体的侵蚀，可用作高温隔热材料和

过滤

材料。不含

硼

和

稀土

元素的高纯度

核石墨

因不吸收中子，能使中子减速而用于原子

反应堆

中。热解石墨由于导热异向比大，可用作火箭

喷嘴

的喉衬、

核燃料

涂层；因定向度高可用于大

功率

发射管的栅*。人造石墨还可用作

铜

、

铝

的压铸模和电子元件

烧结

模；

碳砖

、碳块可用作

炼铁

高炉

、

铁合金

大电炉的炉衬；用

玻璃

碳可制作旋转密封的辅助面和

激光

技术中的电*等。至于天然石墨，因杂质含量大，一般只用于制造冶炼用

坩埚

、砂型

涂料

，或作为原料，经过精制，用于液体润滑剂和柔性石墨等。