石墨材料的特性是什么？

       炭素材料是以碳元素為主的無機非金屬材料，其中炭材料基本上是由非石墨質(zhì)碳組成的材料，而石墨材料則首要是由石墨質(zhì)碳組成的材料，石墨又分為天然石墨和人工石墨兩類。
      石墨材料首要是由多晶石墨構成。石墨是以一種碳原子之間呈六角形平面網(wǎng)格的層狀晶體。盡管石墨歸于無機非 金屬材料，但因它具有良好的熱電傳導性而被稱為半金屬，石墨具有比某些金屬還要高的熱電傳導性，一起具有遠比金屬低的熱膨脹系數(shù)，很高的化學安穩(wěn)性，這就使它在工程運用中具有重要的價值。石墨在非氧化性介質(zhì)中是化學慵懶的，具 有很好的耐腐蝕性，除了強酸和強氧化性介質(zhì)外，石墨不受其它酸堿鹽的腐蝕、不與任何有機化合物應。
    石墨材料又是一種耐高溫材料，在高溫下石墨不會熔化，氣化溫度非常高，只是在常壓下335018開端前進變成氣體。一般材料在高溫下強度逐漸降低，而石墨在2500度以內(nèi)，它的強度隨溫度升高而增加，在2000℃以上，其強度較常溫 強度增大一倍，石墨材料還具有優(yōu)異的抗熱震功用，所以石墨材料作為高溫材料有其一起的優(yōu)越性。 
    因為石墨材料具有高溫強度高、導電傳熱、抗熱震性、耐腐蝕性、潤滑性好等長處，它已成為國民經(jīng)濟發(fā)展中不可短少的結構材料、高溫材料、導電材料、抗磨材料和功用材料。當時，石墨材料已廣泛運用于冶金、化工、電子、電 器、機械以及核能和航空航天工業(yè)等部分，可作電極、電解陽極、鑄模和高溫軸承；原子核反應堆中作為中子減速材料 和核燃料的表面涂層；在宇航范疇，石墨材料可用于人工衛(wèi)星天線、航天飛機機殼以及火箭發(fā)電機噴管喉襯等部件。
    石墨材料在高溫下發(fā)生的物理化學變化以及高溫運用特征：
石墨材料的化學性質(zhì)安穩(wěn)，因此是一種耐腐蝕材料。但在必定條件下，碳也會和其他物質(zhì)發(fā)生作用，其首要反應有：在 高溫下與氧化性氣氛或強氧化性酸中發(fā)生氧化作用；在高溫下熔解于金屬并生成碳化物；生成石墨層間化合物。
     在常溫下，炭與各種氣體不發(fā)生化學反應在350℃左右，無定形炭即有睨顯的氧化反應，石墨在450℃左右也開端發(fā)生氧化反應。石墨化程度愈高，石墨的晶體結構愈完好，其反應活化能大，抗氧化功用好，在800度以內(nèi)，到達同一氧化速度的溫度，石墨材料約比炭材料高50～100℃在同一材料內(nèi)，粘結劑炭有優(yōu)先氧化的傾向，所以氧化反應進行到必定程度時，骨料顆粒會發(fā)生掉落。在較低的溫度下，如空氣供應滿意，炭和石墨材料則首要進行如下反應：C+O2—CO2在較高的溫度下，炭和石墨材料又開端發(fā)生如下反應：C+1/ZO2一CO赤熱的炭和石墨材料與水蒸氣約在700℃左右開端反應：C+H2O—CO+H2C+2H2O—C02+2H2赤熱的炭和石墨材料與CO的氧化反應在更高的溫度下才干進行：C+CO2—2C0炭與氣體之間反應應歸于氣固反應，氧化反應速度與當時的反應面積大小、材料的氣孔率及氣體壓力等要素有關，其反應速度既取決于表面的化學反應速度，也與氣體分子向材料內(nèi)松懈有關。若材料的氣孔率高，特別是開氣孔率多時，氣體分子簡略松懈到材 料內(nèi)部，參與反應的表面積大，氧化速度就快，當運用溫度低時，氧化反應速度不高，氣體分子有滿意的時間松懈到材料 內(nèi)部，這時氧化反應速度與材料的氣孔結構及反應活性有關。當溫度高于800度時化學反應速率快，而氣體分子向材料氣孔內(nèi)松懈卻因熱運動而減慢，氧化反應只在表面進行，氧化速率受表面氣流速度所分配與材料品種聯(lián)絡較小。石墨材料所 含雜質(zhì)對氧化反應起催化作用，所以高純石墨與一般石墨的氧化性有睨顯不同。碳化物的生成在高溫下碳熔解于Fe、A1、Mo、Cr、Ni、Ti等金屬和B、si等非金屬中生成碳化物。石墨層間化合物的生成石墨的碳原子在其層面內(nèi)是通過共價鍵牢 固地連接在一起的，而在層間則靠較弱的范德華力結合。因此，在石墨的層間刺進各種分子、原子、離子而不損壞其二 維晶，僅使層距離增大，能夠制成一種石墨特有的化合物稱為石墨層間化合物，制造石墨層間化臺物通常選用天然鱗片石 墨為材料。在石墨層間化合物中已得工業(yè)上廣泛運用的是柔性石墨。柔性石墨不只具有自潤滑性和耐高溫性，還具有柔 耐性、可饒性和緊縮回彈性，可作為精煉爐、高溫爐的絕熱材料，并廣泛用作密封材料。為了前進柔性石墨的抗氧化性 ，在柔性石墨中參與硼酸、熱固樹脂、無機物膠體等粘合劑。由此可見，炭素材料在非氧化性介質(zhì)中集耐熱性、導電性于 一體，但在氧化性占優(yōu)勢的環(huán)境中，溫度高于627K就開端發(fā)生氧化反應，并且跟著溫度的升高，氧化速度加速，結構因 此而遭到腐蝕、損壞、影響其高溫下的運用。所以，石墨材料的抗氧化保護問題正在遭到廣泛重視 。