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金剛石和石墨的性質和用途


實驗室k / 2019-03-06

       金剛石和石墨的一般性質見表14-4。

       金剛石和石墨在空氣或氧氣中燃燒都得到CO2。兩者的許多其它性質則因晶體結構不同而不同。金剛石和石墨的晶體結構在其它文章中已有論述,不再贅述。其有關性質見表14-4。

表14-4  金剛石和石墨的性質

性質 金剛石 石墨
外觀 無色,透明固體 灰黑,不透明固體
密度/(g·cm-3) 3.51 2.25
熔點/K >3823 3925
沸點/K 5100 5100
硬度(莫氏) 10 1
導電、導熱性 不導電 導電、導熱
在O2中燃燒溫度/K 1050 960
燃燒熱/(kJ·mol-1) 395.40 393.50
化學活潑性 不活潑 比金剛石稍活潑



       金剛石硬度大,它在工業(yè)上被大量地用于切削,研磨和拔絲拉模等方面。

       石墨,由于它能導電,又具化學惰性,耐高溫而又易于成型和機械加工,所以在工業(yè)上有更多的用途。例如用它制電極和高溫熱電偶;制坩堝和冷凝器等化工設備;還用于制火箭噴嘴和宇宙飛船、導彈的某些部件和在核反應堆中作中子減速劑等等。石墨粉可以作潤滑劑、顏料和鉛筆芯。將石墨在紙上劃一下,它的片狀結構就粘附在紙上而留下灰黑色痕跡。“石墨”顧名思義,就是能作書寫用的石頭,它的英文名稱“Graphite”來自希臘文,也是“書寫”的意思。

       自然界有金剛石和石墨礦。大量的工業(yè)用石墨和金剛石是人工制造的。人造石墨是用石油焦炭加煤焦油或瀝青,經(jīng)過成型烘干,最后在真空電爐中加熱到3273K左右得到的。

       將石墨轉變?yōu)榻饎偸瘎t較難。用石墨制金剛石需要高溫高壓條件?,F(xiàn)在工業(yè)上一般用靜態(tài)加壓法,以Co或Ni(或Ni—Cr—Fe)為催化劑,在5×10(6次方)~6×10(6次方)kPa和1273K的條件下,將石墨轉變?yōu)榻饎偸?/span>


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