炭素與石墨不得不說的關系
金剛石
金剛石分子結構及外觀圖
金剛石，它是一種由碳元素組成的礦物。金剛石是自然界中***堅硬的物質，素有“硬度******”和寶石******的美稱。金剛石的結晶體的角度是54度44分8秒。20世紀50年代，美國以石墨為原料，在高溫高壓下成功制造出人造金剛石，至今人造金剛石已經廣泛用于生產和生活中。
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無定形碳
無定形碳分子結構及外觀圖
無定型碳一般指木炭、焦炭、骨炭、糖炭、活性炭和炭黑等。除骨炭含碳在10%左右以外，其余主要成分都是單質碳。煤炭是天然存在的無定形碳，其中含有一些由碳、氫、氮等組成的化合物。所謂無定形碳，并不是指這些物質存在的形狀，而是指其內部結構。實際上它們的內部結構并不是真正的無定形體，而是具有和石墨近似結構的晶體，只是由碳原子六角形環狀平面形成的層狀結構零亂且不規則，晶體形成有缺陷，而且晶粒微小，含有少量雜質。大部分無定形碳是石墨層型結構的分子碎片大致相互平行地，無規則地堆積在一起，可簡稱為亂層結構。層間或碎片之間用金剛石結構的四面體成鍵方式的碳原子鍵連起來。當這種四面體的碳原子所占的比例多時，則無定型碳會比較堅硬，如焦碳和玻璃態碳等屬于這種情況。
工業上常用的炭素制品是指使用無定型碳原料（例如煤炭、石油焦、瀝青焦等）提純后的碳制品。隨原料和加工工藝的不同，這類炭素制品中的碳元素晶體結構含的石墨晶體結構比例會有所不同。一般來說是含的石墨晶體結構成分越多，碳的純度越高，性能和******就越高。由于炭素材料與石墨材料本質上的區別并不大，很多炭素制品也被冠以了“石墨XX”的稱謂。這也是石墨和炭素兩個詞匯概念產生混淆的根源。例如煉鋼工業中常用的大型電極稱為“石墨電極”，其實它是炭素制品，并非真正意義上的石墨制成的電極。從外觀形式上說，常見炭素制品體積較大，如冶金用電極、冶煉爐的內襯磚（炭素塊），炭素散熱器等等。
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石墨
石墨分子結構及外觀圖
石墨是元素碳的一種同素異形體，每個碳原子的周邊連結著另外三個碳原子（排列方式呈蜂巢式的多個六邊形）以共價鍵結合，構成共價分子。由于每個碳原子均會放出一個電子，那些電子能夠自由移動，因此石墨屬于導電體。石墨有天然石墨和人造石墨之分。天然石墨礦又分為土狀石墨和鱗片石墨，其中鱗片石墨是更為******的天然石墨。人造石墨則是指將屬于無定型碳分類的炭素材料進深加工，提高了碳的純度，進一步增加了石墨狀晶體結構的比例后獲得的石墨材料。石墨材料跟炭素材料一樣可以制成電極、耐火材料等工業品。但是由于其具有更多的******特性，在許多高端領域都有應用。例如耐高溫潤滑劑、電池材料包覆改性等等。
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)。
人造石墨分類有及用途
一、石墨電極類
主要以石油焦、針狀焦為原料，煤瀝青作結合劑，經煅燒、配料、混捏、壓型、焙燒、石墨化、機加工而制成，是在電弧爐中以電弧形式釋放電能對爐料進行加熱熔化的導體，根據其質量指標高低，可分為普通功率、高功率和超高功率。石墨電極包括:
(1)普通功率石墨電極。允許使用電流密度低于 17A/厘米2的石墨電極，主要用于煉鋼、煉硅、煉黃磷等的普通功率電爐。
(2)抗氧化涂層石墨電極。表面涂覆一層抗氧化保護層的石墨電極，形成既能導電又耐高溫氧化的保護層，降低煉鋼時的電極消耗。
(3)高功率石墨電極。允許使用電流密度為18~25A/厘米2的石墨電極，主要用于煉鋼的高功率電弧爐。
(4)超高功率石墨電極。允許使用電流密度大于 25A/厘米 2的石墨電極。主要用于超高功率煉鋼電弧爐。
二、石墨陽極類
主要以石油焦為原料，煤瀝青作粘結劑，經煅燒、配料、混捏、壓型、焙燒、浸漬、石墨化、機加工而制成。一般用于電化學工業中電解設備的導電陽極。包括:
(1)各種化工用陽極板。
(2)各種陽極棒。
三、特種石墨類
主要以******石油焦為原料，煤瀝青或合成樹脂為粘結劑，經原料制備、配料、混捏、壓片、粉碎、再混捏、成型、多次焙燒、多次侵漬、純化及石墨化、機加工而制成。一般用于航天、電子、核工業部門。
它包括光譜純石墨，高純、高強、高密以及熱解石墨等。
四、石墨熱交換器
將人造石墨加工成所需要的形狀，再用樹脂浸漬和固化而制成的用于熱交換的不透性石墨制品，它是以人造不透性石墨為基體加工而成的換熱設備，主要用于化學工業。包括:
(1)塊孔式熱交換器;
(2)徑向式熱交換器;
(3)降膜式熱交換器;
(4)列管式熱交換器。
五、非標準制品類
指用石墨制品經過進一步加工而改制成的各種異型石墨制品。包括鏟型陽極、制氟陽極以及各種規格的坩堝、板、棒、塊等異型品。
六、不透性石墨類
指經樹脂及各種有機物浸漬、加工而制成的各種石墨異型品，包括熱交換器的基體塊。
綜上所述，從寬泛的意義上說，炭素材料其實是含有較多無定型碳結構的碳材料。石墨材料則是以石墨晶體為主的碳材料。二者都具有很多相同共性，但又有明顯區別。通常所說的石墨制一般為人造石墨通過加工的而來的。
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