貝士德儀器專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)石墨比表面積分析儀

目錄

l 碳元素

l 碳化合物

l 存在形式

l 性質(zhì)

l 產(chǎn)地分布

l 形態(tài)特性

l 天然石墨分類(lèi)

l 致密結晶狀石墨

l 鱗片石墨

l 隱晶質(zhì)石墨

l 特種石墨成型方式

l 石墨特殊性質(zhì)

l 石墨與金剛石

l 石墨熔點(diǎn)比金剛石高

l 石墨的用途

l 石墨新用途

l 石墨輕工業(yè)應用

簡(jiǎn)介

英文名稱(chēng)：graphite 　　

分子式：C 　　分子量：12.01 　　CAS 登錄號：7782-42-5 　　EINECS 

登錄號：231-955-3 

碳元素

　　碳是一種很常見(jiàn)的元素，它以多種形式廣泛存在于大氣和地殼之中。碳單質(zhì)很早就被人認識和利用，碳的一系列化合物——有機物更是生命的根本。碳是生鐵、熟鐵和鋼的成分之一。 碳能在化學(xué)上自我結合而形成大量化合物，在生物上和商業(yè)上是重要的分子。生物體內大多數分子都含有碳元素。 

碳化合物

　　碳化合物一般從化石燃料中獲得，然后再分離并進(jìn)一步合成出各種生產(chǎn)生活所需的產(chǎn)品，如乙烯、塑料等。 

存在形式

　　碳的存在形式是多種多樣的，有晶態(tài)單質(zhì)碳如金剛石、石墨；有無(wú)定形碳如煤；有復雜的有機化合物如動(dòng)植物等；碳酸鹽如大理石等。 單質(zhì)碳的物理和化學(xué)性質(zhì)取決于它的晶體結構。高硬度的金剛石和柔軟滑膩的石墨晶體結構不同，各有各的外觀(guān)、密度、熔點(diǎn)等。 

性質(zhì)

　　常溫下單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)比較穩定，不溶于水、稀酸、稀堿和有機溶劑；不同高溫下與氧反應，生成二氧化碳或一氧化碳；在鹵素中只有氟能與單質(zhì)碳直接反應；在加熱下，單質(zhì)碳較易被酸氧化；在高溫下，碳還能與許多金屬反應，生成金屬碳化物。碳具有還原性，在高溫下可以冶煉金屬。 　　石墨是碳質(zhì)元素結晶礦物，它的結晶格架為六邊形層狀結構。每一網(wǎng)層間的距離為3.40Å，同一網(wǎng)層中碳原子的間距為1．42Å。屬六方晶系，具完整的層狀解理。解理面以分子鍵為主，對分子吸引力較弱，故其天然可浮性很好。 　　石墨與金剛石、碳60、碳納米管等都是碳元素的單質(zhì)，它們互為同素異形體。 

產(chǎn)地分布

　　成因和產(chǎn)狀：石墨是在高溫下形成。分布zui廣是石墨的變質(zhì)礦床，系由富含有機質(zhì)或碳質(zhì)的沉積巖經(jīng)區域變質(zhì)作用而成； 　　中國：山東省萊西市為我國石墨重要產(chǎn)地之一,石墨探明儲量687.11萬(wàn)噸，現保有儲量639.93萬(wàn)噸。 　　世界：產(chǎn)地：紐約Ticonderoga，馬達加斯加和Ceylon，我國以黑龍江雞西市柳毛為zui大的產(chǎn)地。 

形態(tài)特性

　　石墨質(zhì)軟，黑灰色；有油膩感，可污染紙張。硬度為1～2，沿垂直方向隨雜質(zhì)的增加其硬度可增至3～5。比重為1．9～2．3。比表面積范圍集中在1-20m2/g，在隔絕氧氣條件下，其熔點(diǎn)在3000℃以上，是zui耐溫的礦物之一。 它能導電、導熱。 　　自然界中純凈的石墨是沒(méi)有的，其中往往含有SiO2、Al2O3、FeO、CaO、P2O5、CuO等雜質(zhì)。這些雜質(zhì)常以石英、黃鐵礦、碳酸鹽等礦物形式出現。此外，還有水、瀝青、CO2、H2、CH4、N2等氣體部分。因此對石墨的分析，除測定固定碳含量外，還必須同時(shí)測定揮發(fā)分和灰分的含量。 

天然石墨分類(lèi)

　　石墨的工藝特性主要決定于它的結晶形態(tài)。結晶形態(tài)不同的石墨礦物，具有不同的工業(yè)價(jià)值和用途。工業(yè)上，根據結晶形態(tài)不同，將天然石墨分為三類(lèi)。 

致密結晶狀石墨

　　1．致密結晶狀石墨 　　致密結晶狀石墨又叫塊狀石墨。此類(lèi)石墨結晶明顯晶體肉眼可見(jiàn)。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(wú)章，呈致密塊狀構造。這種：石墨的特點(diǎn)是品位很高，一般含碳量為60～65％，有時(shí)達80～98％，但其可塑性和滑膩性不如鱗片石墨好。 

鱗片石墨

　　2．鱗片石墨 

石墨晶體呈鱗片狀；這是在高強度的壓力下變質(zhì)而成的，有大鱗片和細鱗片之分。此類(lèi)石墨礦石的特點(diǎn)是品位不高，一般在2～3％，或100～25％之間。是自然界中可浮性的礦石之一，經(jīng)過(guò)多磨多選可得高品位石墨精礦。這類(lèi)石墨的可浮性、潤滑性、可塑性均比其他類(lèi)型石墨*；因此它的工業(yè)價(jià)值zui大。 

隱晶質(zhì)石墨

　　3．隱晶質(zhì)石墨 

隱品質(zhì)石墨又稱(chēng)非晶質(zhì)石墨或土狀石墨，這種石墨的晶體直徑一般小于1微米，比表面積范圍集中在1-5m2/g，是微晶石墨的集合體，只有在電子顯微鏡下才能見(jiàn)到晶形。此類(lèi)石墨的特點(diǎn)是表面呈土狀，缺乏光澤，潤滑性也差。品位較高。一般的60～80％。少數高達90％以上。礦石可選性較差。 

特種石墨成型方式

　　石墨在工業(yè)上運用極廣，幾乎每個(gè)行業(yè)都會(huì )用到。工業(yè)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）。 

石墨特殊性質(zhì)

石墨由于其特殊結構，而具有如下特殊性質(zhì)： 　　

1） 耐高溫型：石墨的熔點(diǎn)為3850±50℃，沸點(diǎn)為4250℃，即使經(jīng)超高溫電弧灼燒，重量的損失很小，熱膨脹系數也很小。石墨強度隨溫度提高而加強，在2000℃時(shí)，石墨強度提高一倍。 　　

2） 導電、導熱性：石墨的導電性比一般非金屬礦高一百倍。導熱性超過(guò)鋼、鐵、鉛等金屬材料。導熱系數隨溫度升高而降低，甚至在*的溫度下，石墨成絕熱體。 石墨能夠導電是因為石墨中每個(gè)碳原子與其他碳原子只形成3個(gè)共價(jià)鍵,每個(gè)碳原子仍然保留1個(gè)自由電子來(lái)傳輸電荷。 　　

3） 潤滑性：石墨的潤滑性能取決于石墨鱗片的大小，鱗片越大，摩擦系數越小，潤滑性能越好。 　　

4） 化學(xué)穩定性：石墨在常溫下有良好的化學(xué)穩定性，能耐酸、耐堿和耐有機溶劑的腐蝕。 　　

5） 可塑性：石墨的韌性好，可碾成很薄的薄片。 　　

6） 抗熱震性：石墨在常溫下使用時(shí)能經(jīng)受住溫度的劇烈變化而不致破壞，溫度突變時(shí)，石墨的體積變化不大，不會(huì )產(chǎn)生裂紋。 　　 

名字來(lái)源：源于希臘文“graphein”，意為“用來(lái)寫(xiě)”。由德國化學(xué)家和礦物學(xué)家A. G. Werner 于1789命名； 　　化學(xué)組成：成分純凈者極少，往往含各種雜質(zhì)； 　　類(lèi)別：自然元素-非金屬元素-碳族 　　晶體特征 　　晶系和空間群：六方晶系，P63/mmm； 　　晶胞參數:a0=0.246nm，c0=0.670nm； 　　典型的層狀結構，碳原子成層排列，每個(gè)碳與相鄰的碳之間等距相連，每一層中的碳按六方環(huán)狀排列，上下相鄰層的碳六方環(huán)通過(guò)平行網(wǎng)面方向相互位移后再疊置形成層狀結構，位移的方位和距離不同就導致不同的多型結構。上下兩層的碳原子之間距離比同一層內的碳之間的距離大得多（層內C-C間距=0.142nm，層間C-C間距=0.340nm） 　　形態(tài)：?jiǎn)尉w常呈片狀或板狀，但完整的很少見(jiàn)。集合體通常為鱗片狀，塊狀和土狀； 　　顏色：鐵黑色 　　條痕：光亮黑色 　　透明度：不透明 　　光澤：呈半金屬光澤 　　硬度：1-2 　　解理和斷口：平行解理極*； 　　比重：2.21-2.26g/cm3 　　比表面積：5-10m2/g 　　其他性質(zhì)：薄片具撓性，有滑感，易污手，具有良好的導電性； 　　鑒定特征鐵黑色，硬度低，一組極*解理，有滑感和染手；如果將硫酸銅溶液潤濕的鋅粒放在石墨上，則可析出金屬銅的斑點(diǎn)，在與石墨相似的輝鉬礦上則無(wú)此反應。 

石墨與金剛石

　　提起鉆石，人們就會(huì )聯(lián)想到光彩奪目、閃爍耀眼的情景，它隨著(zhù)擁有者的活動(dòng)而光芒四射。但因它的昂貴價(jià)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(xué)成分是碳（C），天然的鉆石是由金剛石經(jīng)過(guò)琢磨后才能稱(chēng)之謂“鉆石”。天然的鉆石是非常的，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(fā)現的zui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(jiàn)，人們就想“人造“金剛石來(lái)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(xué)成分都是碳（C），稱(chēng)“同素異形體”。從這種稱(chēng)呼可以知道它們具有相同的“質(zhì)”，但“形”或“性”卻不同，且有天壤之別，金剛石是目前zui硬的物質(zhì)，而石墨卻是zui軟的物質(zhì)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(lái)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(wàn)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(gè)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(zhì)、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(yè)，它的產(chǎn)量也遠遠超過(guò)天然金剛石的產(chǎn)量。 　　zui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zui小不能小于0.1克拉）?，F在我國研制的大顆粒金剛石達3mm以上，美國、日本等已制成6.1克拉多的金剛石。我們說(shuō)金剛石已從石墨中“飛”出，寶石級的人造金剛石也會(huì )在不久的將來(lái)供應于市場(chǎng)。 

石墨熔點(diǎn)比金剛石高

　　金剛石的熔點(diǎn)是3550℃,石墨的熔點(diǎn)是3652℃～3697℃（升華）。石墨熔點(diǎn)高于金剛石。 　　從片層內部來(lái)看,石墨是原子晶體；從片層之間來(lái)看,石墨是分子晶體（總體說(shuō)來(lái),石墨應該是混合型晶體）；而金剛石是原子晶體。石墨晶體的熔點(diǎn)反而高于金剛石,似乎不可思議,但石墨晶體片層內共價(jià)鍵的鍵長(cháng)是1.42×10－10m,金剛石晶體內共價(jià)鍵的鍵長(cháng)是1.55×10－10m。同為共價(jià)鍵,鍵長(cháng)越小,鍵越牢固,破壞它也就越難,也就需要提供更多的能量,故而熔點(diǎn)應該更高。 （主要就是石墨的分子晶體屬性導致它的熔點(diǎn)高） 

石墨的用途

1、作耐火材料： 石墨及其制品具有耐高溫、高強度的性質(zhì)，在冶金工業(yè)中主要用來(lái)制造石墨坩堝，在煉鋼中常用石墨作鋼錠之保護劑，冶金爐的內襯。 　　

2、作導電材料：在電氣工業(yè)上用作制造電極、電刷、碳棒、碳管、水銀正流器的正極，石墨墊圈、零件，電視機顯像管的涂層等。 　　

3、作耐磨潤滑材料：石墨在機械工業(yè)中常作為潤滑劑。潤滑油往往不能在高速、高溫、高壓的條件下使用，而石墨耐磨材料可以在200~2000 ℃溫度中在很高的滑動(dòng)速度下，不用潤滑油工作。許多輸送腐蝕介質(zhì)的設備，廣泛采用石墨材料制成活塞杯，密封圈和軸承，它們運轉時(shí)勿需加入潤滑油。石墨乳也是許多金屬加工（拔絲、拉管）時(shí)的良好的潤滑劑。 　　

4、石墨具有良好的化學(xué)穩定性。經(jīng)過(guò)特殊加工的石墨，具有耐腐蝕、導熱性好，滲透率低等特點(diǎn)，就大量用于制作熱交換器，反應槽、凝縮器、燃燒塔、吸收塔、冷卻器、加熱器、過(guò)濾器、泵設備。廣泛應用于石油化工、濕法冶金、酸堿生產(chǎn)、合成纖維、造紙等工業(yè)部門(mén)，可節省大量的金屬材料。 　　

5、作鑄造、翻砂、壓模及高溫冶金材料：由于石墨的熱膨脹系數小，而且能耐急冷急熱的變化，可作為玻璃器的鑄模，使用石墨后黑色金屬得到鑄件尺寸，表面光潔成品率高，不經(jīng)加工或稍作加工就可使用，因而節省了大量金屬。生產(chǎn)硬質(zhì)合金等粉末冶金工藝，通常用石墨材料制成壓模和燒結用的瓷舟。單晶硅的晶體生長(cháng)坩堝，區域精煉容器，支架夾具，感應加熱器等都是用高純石墨加工而成的。此外石墨還可作真空冶煉的石墨隔熱板和底座，高溫電阻爐爐管，棒、板、格棚等元件。 　　

6、用于原子能工業(yè)和國防工業(yè)：石墨具有良好的中子減速劑用于原子反應堆中，鈾一石墨反應堆是目前應用較多的一種原子反應堆。作為動(dòng)力用的原子能反應堆中的減速材料應當具有高熔點(diǎn)，穩定，耐腐蝕的性能，石墨*可以滿(mǎn)足上述要求。作為原子反應堆用的石墨純度要求很高，雜質(zhì)含量不應超過(guò)幾十個(gè) PPM 。特別是其中硼含量應少于 0.5PPM 。在國防工業(yè)中還用石墨制造固體燃料火箭的噴嘴，導彈的鼻錐，宇宙航行設備的零件，隔熱材料和防射線(xiàn)材料。 　　

7、石墨還能防止鍋爐結垢，有關(guān)單位試驗表明，在水中加入一定量的石墨粉（每噸水大約用 4~5 克）能防止鍋爐表面結垢。此外石墨涂在金屬煙囪、屋頂、橋梁、管道上可以防腐防銹。 　　

8、石墨可作鉛筆芯、顏料、拋光劑。石墨經(jīng)過(guò)特殊加工以后，可以制作各種特殊材料用于有關(guān)工業(yè)部門(mén)。 　　

9、電極：石墨何以能取代銅做為電極？ 　　20世紀60年代，銅做為電極材料被廣泛應用，使用率約占90％，石墨僅有10％左右；21世紀，越來(lái)越多的用戶(hù)開(kāi)始選擇石墨作為電極材料，在歐洲，超過(guò)90％以上的電極材料是石墨。銅，這種曾經(jīng)占統治地位的電極材料，和石墨電極相比它的優(yōu)勢幾乎消失殆盡。是什么導致了這個(gè)戲劇性的變化？當然是石墨電極的諸多優(yōu)勢。 　　 

（1）加工速度更快：通常情況下，石墨的機械加工速度能比銅快2~5倍；而放電加工速度比銅快2~3倍； 　　材料更不容易變形：在薄筋電極的加工上優(yōu)勢明顯；銅的軟化點(diǎn)在1000度左右，容易因受熱而產(chǎn)生變形；石墨的升華溫度為3650度；熱膨脹系數僅有銅的1/30。 　　

（2）重量更輕：石墨的密度只有銅的1/5，大型電極進(jìn)行放電加工時(shí)，能有效降低機床（EDM）的負擔；更適合于在大型模具上的應用。 　　

（3）放電消耗更??；由于火花油中也含有C原子，在放電加工時(shí)，高溫導致火花油中的C原子被分解出來(lái)，轉而在石墨電極的表面形成保護膜，補償了石墨電極的損耗。 　?。?/font>4）沒(méi)有毛刺；銅電極在加工完成后，還需手工進(jìn)行修整以去除毛刺，而石墨加工后沒(méi)有毛刺，節約了大量成本，同時(shí)更容易實(shí)現自動(dòng)化生產(chǎn)； 　　

（4）石墨更容易研磨和拋光；由于石墨的切削阻力只有銅的1/5，更容易進(jìn)行手工的研磨和拋光； 　　

（5）材料成本更低，價(jià)格更穩定；由于近幾年銅價(jià)上漲，如今各向同性石墨的價(jià)格比銅更低，相同體積下，東洋炭素的普遍性石墨產(chǎn)品的價(jià)格比銅的價(jià)格低30％～60％，并且價(jià)格更穩定，短期價(jià)格波動(dòng)非常小。 　　正是這種*的優(yōu)勢，石墨逐漸取代銅成為EDM電極的材料. 

石墨新用途

　　石墨新用途： 　　隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對石墨也開(kāi)發(fā)了許多新用途。 　　柔性石墨制品。柔性石墨又稱(chēng)膨脹石墨，是年代開(kāi)發(fā)的一種新的石墨制品。 　　年美國研究成功柔性石墨密封材料，解決了原子能閥門(mén)泄漏問(wèn)題，隨后德、日、法也開(kāi)始研制生產(chǎn)。這種產(chǎn)品除具有天然石墨所具有的特性外，還具有特殊的柔性和彈性。 　　因此，是一種理想的密封材料。廣泛用于石油化工、原子能等工業(yè)領(lǐng)域。市場(chǎng)需求量逐年增長(cháng)。 

石墨輕工業(yè)應用

　　此外，石墨還是輕工業(yè)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*的原料。它是一種很好的節能環(huán)保材料，美國已用它做為汽車(chē)電池。隨著(zhù)現代科學(xué)技術(shù)和工業(yè)的發(fā)展，石墨的應用領(lǐng)域還在不斷拓寬，已成為高科技領(lǐng)域中新型復合材料的重要原料，在國民經(jīng)濟中具有重要的作用。

3H-2000BET-A型全自動(dòng)比表面積測試儀,氮吸附比表面積測定儀,BET比表面積分析儀技術(shù)參數總體概括：

3H-2000BET-A型全自動(dòng)氮吸附比表面積測試儀是目前國內多項測試功能*并且*自動(dòng)化的儀器,由貝士德儀器科技（北京）有限公司研制生產(chǎn).國內使用較廣的為3H-2000系列比表面積測試儀,國內擁有大量客戶(hù),08年推出的幾款新品,國內擁有多項*的技術(shù),如原位處理.風(fēng)熱助脫.程控六通閥.檢測器零漂抑制.濃度色譜法檢測等.使得國產(chǎn)動(dòng)態(tài)色譜法比表面積測試儀器在多項指標方面超越了進(jìn)口比表面積測試儀.廣泛應用于石墨、電池、稀土、陶瓷、氧化鋁、化工等行業(yè)及高校粉體材料的研發(fā)、生產(chǎn)、分析、監測環(huán)節。

3H-2000BET-A型全自動(dòng)比表面積測試儀,氮吸附比表面積測定儀,BET比表面積分析儀發(fā)展歷程：

3H-2000型系列比表面積測試儀儀器的zui早型號為HPDAI-88型動(dòng)態(tài)吸附儀，依據國家標準為GB/T 10722-2003（原GB/T 10722-1999），該型號在1988年8月5日通過(guò)化工部*鑒定，技術(shù)鑒定證書(shū)編號為：【88】化科鑒定第48號。經(jīng)過(guò)改進(jìn)升級后3H-2000型系列比表面積測試儀儀器在2002年12月16日通過(guò)國家標準物質(zhì)研究中心的計量檢測，證書(shū)編號為：計測字第 2002-（17）-017。2004年推出BET多點(diǎn)法教學(xué)用3H-2000II型比表面積測試儀;2005年推出3H-2000III型比表面積測試儀;2008年推出的全自動(dòng)智能運行的3H-2000A型比表面積測試儀,以及BET原理的BET單點(diǎn)法的3H-2000BET-S型比表面積測試儀,BET多點(diǎn)法的3H-2000BET-A型比表面積測試儀;

需要采購比表面積測試儀的生產(chǎn)廠(chǎng)家請全自動(dòng)比表面積測試儀,氮吸附比表面積測定儀,BET比表面積分析儀專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠(chǎng)家--貝士德儀器科技（北京）有限公司銷(xiāo)售人員。

貝士德儀器科技（北京）有限公司是國內專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)全自動(dòng)石墨比表面積分析儀,氮吸附比表面積分析儀,BET比表面積分析儀和比表面及孔徑分析儀的廠(chǎng)家，在中國zui早從事氮吸附全自動(dòng)比表面積分析儀,氮吸附比表面積分析儀,BET比表面積分析儀的研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售、培訓等，是北京中關(guān)村科技園認定的高新技術(shù)企業(yè)。