石墨是在高溫下形成。
石墨最常見于大理巖、片巖或片麻巖中,是有機成因的碳質物變質而成。煤層可經熱變質作用部分形成石墨。少量石墨是火成巖的原生礦物。石墨也常見于隕石中,一般為團塊狀,以一定方位關系組成立方體外形的多晶集合體稱方晶石墨。分布最廣是石墨的變質礦床,系由富含有機質或碳質的沉積巖經區域變質作用而成;著名產地有紐約Ticonderoga,馬達加斯加和Ceylon,我國以黑龍江雞西市柳毛為最大的產地。
輕工業應用
此外,石墨還是輕工業中玻璃和造紙的磨光劑和防銹劑,是制造鉛筆、墨汁、黑漆、油墨和人造金剛石、鉆石不可缺少的原料。它是一種很好的節能環保材料,美國已用它做為汽車電池。隨著現代科學技術和工業的發展,石墨的應用領域還在不斷拓寬,已成為高科技領域中新型復合材料的重要原料,在國民經濟中具有重要的作用。
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0.1毫米,比表面積范圍集中在0.1-1m2/g,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。
特種石墨成型方式
石墨在工業上運用極廣,幾乎每個行業都會用到。工業上多用的是人造石墨,也就是特種石墨。按其成型的方式可分為以下幾種。
1.等靜壓石墨。也就是很多人叫的三高石墨,但是并不是三高就是等靜壓。
2.模壓石墨
3.擠壓石墨,多為電極材料。
其中按石墨的顆粒度分,也可分為:細節構石墨、中粗石墨(一般的顆粒度在0.8mm左右)、還有就是電極石墨(2-4mm)。
石墨與金剛石
提起鉆石,人們就會聯想到光彩奪目、閃爍耀眼的情景,它隨著擁有者的活動而光芒四射。但因它的昂貴價格,大多數人只能望而卻步。盡管如此,人們對鉆石還是很向往的。你知道鉆石是什么嗎?它的化學成分是碳(C),天然的鉆石是由金剛石經過琢磨后才能稱之謂“鉆石”。天然的鉆石是非常稀少的,世界上重量大于1000克拉(1克=5克拉)的鉆石只有2粒,400克拉以上的鉆石只有多粒,我國迄今為止發現的最大的金剛石重158.786克拉,這就是“常林鉆石”。物以稀為貴,正因為可做“鉆石“用的天然金剛石很罕見,人們就想“人造“金剛石來代替它,這就自然地想到了金剛石的“孿生“兄弟--石墨了。
金剛石和石墨的化學成分都是碳(C),稱“同素異形體”。從這種稱呼可以知道它們具有相同的“質”,但“形”或“性”卻不同,且有天壤之別,金剛石是目前最硬的物質,而石墨卻是最軟的物質之一。
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。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,可使石墨轉變成金剛石粉末。
目前世界上已有十幾個國家(包括我國)均合成出了金剛石。但這種金剛石因為顆粒很細,主要用途是做磨料,用于切削和地質、石油的鉆井用的鉆頭。當前,世界金剛石的消費中,80%的人造金剛石主要是用于工業,它的產量也遠遠超過天然金剛石的產量。
最初合成的金剛石顆粒呈黑色,0.5mm大小,重約0.1克拉(用于寶石的金剛石一般最小不能小于0.1克拉)。美國、日本等已制成6.1克拉多的金剛石,現在我國人造金剛石企業黃河旋風公司實驗室生成的大顆粒金剛石達8mm左右,代表了我國在該領域研究前沿。我們說金剛石已從石墨中“飛”出,寶石級的人造金剛石也會在不久的將來供應于市場。