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信阳非金属矿展馆(省科普基地)
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【科普文章】非金属的瑰宝——石墨

时间:2024-12-31 09:26:26来源: 作者:彭子坤阅读:

在我们的生活中充满了各种各样的非金属物质,它们无处不在,小到微尘芥子,大到浩瀚宇宙。我们是碳基生命体,离了碳元素,我们的生命将不再继续(这里暂时排除其它元素构成生命体的可能),而今天要介绍的“主角便是来自碳之家族“佼佼者——石墨。

石墨,碳的一种同素异形体(也算是碳的同卵双胞胎),全身为灰黑色,不透明固体,在化学大家族中属于“高冷男神之列,通常既不与酸试剂打交道,也不与碱试剂打交道,化学性质稳定。石墨的英文名为graphite,别名有很多,例如石涅,石黑,石螺……化学式为C,由于石墨的性子很沉稳,不像它的兄弟炭那样一点就着,所以它的熔点和沸点都比较高,分别为3652~3697℃4830℃,虽说碳的性质比较稳定,但它的危险指数也不低,当它化为粉尘状态下时,如果我们长期吸入,可能刺激呼吸道黏膜,导致充血,肿胀,引发咳嗽,咽喉疼痛,咳痰,增加咽炎,肺炎等疾病的风险,所以我们应该尽量远离充满石墨粉尘的地方。

那石墨到底来自哪里呢?目前人类可以从两个途径获取:

1.从石墨矿藏中提取,这种石墨,我们称之为天然石墨;

2.以石油焦,沥青焦等为原料,经过一系列工序处理而制成的石墨,我们称之为人造石墨。

看到这里可能就有人会问,那这两种石墨孰强孰弱呢?别急,容小编细细道来。

首先是制备工艺方面,天然石墨的制备主要是通过物理分选和加热石墨化等工艺实现;而人造石墨的制备工艺较为复杂,包括石墨化,高温碳化等过程。

其次是产品品质方面,由于天然石墨矿物的特性,天然石墨的结晶形态和大小不规则,制备出来的产品品质不稳定;而人造石墨通过各种高超制备工艺的“buff加成”,其结晶形态和尺寸易于控制,产品品质相对稳定。

最后是应用领域方面,天然石墨主要用于新能源领域,应用较广;而人造石墨主要用于高温,高倍率的应用场景,应用较窄。

由此可见,天然石墨和人造石墨并无强弱高低之分,它们共同打响了石墨的“威名”,使得天下无人不闻其名,功施到今。

讲了那么多,就又有人跳出来问道,小编小编,你扯了那么多石墨的自我介绍,总感觉石墨离我们老远了,我们这些平民百姓到底能见它一面吗?

唉,你瞧瞧这话说的,那能见不到嘛?空说无凭,咱直接上例子:

1.铅笔的笔芯,铅笔芯是用石墨和粘土按一定比例混合制成的,其中石墨为主要成分。

2.锌锰干电池(南孚电池等),石墨和二氧化锰相混合可以用来吸收锌极产生的氢气,从而防止电池内阻的增高。

3.热导材料,石墨的热导性能很好,可以用来制作散热片,冷却器等散热设备。

正所谓:“功夫讲究点到为止。我们日常中的石墨可不止就这三种用途,剩下的就交给大家去发掘喽!至于石墨的尖端科技应用,那才称得上“琳琅满目”啊,威力惊人的国产石墨炸弹,原子反应堆中的中子减速剂,高温冶炼的电弧炉,航天器的发动机部件……样样都是国之利器,由是观之,石墨上可脚踩日月摘星辰,下可手握墨笔作华章,纵观非金属之族,少有物质与之匹敌哉,故美名曰“非金属的瑰宝”。

石墨自从1564年被发现到现在,它的潜力一直被发掘着,如同地下泉水一般源源不断,当然这其中一定离不开无数科研人员的辛勤付出,否则石墨这块“金子”可能就会无人问津了。在我国“科教兴国,人才强国”的号召下,我相信未来石墨的潜力将进一步被挖掘,继续书写他的传奇,就让我们拭目以待吧。