上海石墨板，你了解多少？用途广泛吗？

对物质性质予以比较时候，仅看单一因素，往往会得出片面的结论，此情形在石墨与金刚石熔点对比里，格外显著 。

键能与结构差异

石墨是由碳原子构成的 ，金刚石同样是由碳原子构成的 ，然而它们原子的排列方式却有着极大不同 ，金刚石里每个碳原子会和四个相邻原子形成坚固的三维网络 ，所有的电子一并参与形成共价键 ，石墨的碳原子层内之以强键结合 ，但层与层之间仅仅依靠微弱的作用力连接 ，如此这般的结构差异直接对它们的物理性质产生影响 。

仅单纯对比键能大小时，会忽略结构起到的关键作用，金刚石的碳碳键的确比石墨层内的键稍强些，然而石墨要熔化，需破坏层内数量众多的强键，金刚石熔化时，每一个键都要被断裂，实际测量表明，金刚石熔点约3550℃，石墨熔点处于3650℃至3697℃范围之间，后者熔点稍高，而这与仅凭借键能得出的预测不一样 。

熔化过程的键断裂数量

晶体物质熔化时，需克服粒子间作用力，对晶体而言，那就是破坏化学键，石墨层内部，每个碳原子借三个强键连接，熔化时要同时断裂这些键，金刚石的键比前者强度稍大，但其熔化要断裂所有方向上的键，统计键断裂总数，对理解真实熔点至关重要。

计算呈现出这样的情况，石墨于固态转变至液态之际，所要断裂的键数量占比，与金刚石是不同的。尽管单个键能略微低一些，可是大量键同时断裂所需要的能量却更高，这对石墨实际熔点更高的状况作出了解释。要是仅仅比较键能而忽略数量差异，就会得出与实验相违背的结果。

石墨的润滑机制

石墨是作为润滑材料的，它源于具有层状结构，其层间作用力是较弱的，在受到剪切时容易发生滑移，这种特性使其在机械领域得到广泛应用。特别是在高温、高压或者高速的条件之下，那些传统的润滑油容易失效，然而石墨依然能够比较稳定地进行工作 。

在200℃至2000℃范围里，石墨于设备中长时间运行无需额外润滑剂，诸多化工厂输送腐蚀性介质的泵阀采用石墨密封圈及轴承，其既能耐受化学腐蚀又有自润滑特性，显著延长了设备寿命还减少了维护需求。

高温应用特性

石墨热膨胀系数小，它可以承受剧烈温度变化，且不会破裂，这致使它成为理想的铸造模具材料，在玻璃制造当中，石墨模具能让铸件尺寸精确，在金属铸造里，石墨模具会使铸件表面光洁，成品率得以大幅提高，并且减少了后续加工需求。

在半导体工业里，高纯石墨被制作成单晶硅生长坩埚，该坩埚具备耐受极高温度的能力，高纯石墨还制成区域精炼容器，此容器同样具备耐受极高温度的能力。在真空冶炼中，存在石墨隔热板，它利用了石墨耐高温的特性，还有电阻炉元件，同样利用了石墨耐高温的特性，在1800℃以上的环境里，它们都依旧保持稳定。

核能领域应用

广泛用于核反应堆的石墨，是优良的中子减速剂，铀 - 石墨反应堆是常见的核能利用方式，它作为减速材料，能有效降低中子速度，维持可控链式反应，同时耐受堆内高温以及辐射环境。

核级石墨对纯度要求极高，杂质含量要控制在百万分之几十以内，这种高纯石墨在高温状况下仍保持结构稳定，不会与核燃料发生反应，确保反应堆能安全运行，这是其他材料难以替代的。

工业应用演变

20世纪60年代，铜在电极材料里占据主导地位，其使用率达到90% 。随着加工技术持续发展，石墨电极在机械加工速度方面比铜快2至5倍，并且其密度只是铜密度的1/5 。所以石墨电极渐渐成为放电加工方面的首选材料 。

放电加工石墨电极之际，火花油当中的碳原子会在其表面形成保护膜，借由这种方式补偿电极损耗，加工之后无毛刺这一特性减少了修整工序，降低了生产成本，进而在模具制造领域石墨逐步把铜电极取代 。

在工业生产之时，您是否遭遇过，仅凭借理论数据，可是实际表现却与之不相符的，材料选择方面的困境呢，欢迎分享您所具备的经验，若感觉本文拥有帮助作用，请点赞给予支持！