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碳的存在形式多种多样。有钻石、石墨等结晶元素碳。有煤等非晶碳。具有动植物等复杂有机化合物的碳酸盐(大理石等)。单质碳的物理和化学性质取决于其晶体结构。高硬度金刚石和柔软光滑石墨的晶体结构在外观、密度、熔点等方面不同。
石墨与金刚石、碳60、碳纳米管等都是碳元素的单质，它们互为同素异形体。
1） 耐高温性：石墨的熔点为3850±50℃，沸点为4250℃，即使经温电弧灼烧，重量的损失很小，热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而加强，在2000℃时，石墨强度提高一倍。
2） 导电、导热性：石墨的导电性比普通非金属矿高100倍。导热系数超过钢、铁、铅等金属材料。导热系数随着温度的升高而降低。甚至在的温度下，石墨也会变成绝热体。石墨之所以能导电，是因为石墨中的每个碳原子只与其他碳原子形成3个共价键，每个碳原子仍然留下1个自由电子传输电荷。
3）润滑性：石墨的润滑性能取决于石墨鳞片的大小，鳞片越大，摩擦系数越小，润滑性能越好。
4）化学稳定性：石墨在常温下有良好的化学稳定性，能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。
5）可塑性：石墨的韧性好，可碾成很薄的薄片。
6）抗热震性：石墨在常温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏，温度突变时，石墨的体积变化不大，不会产生裂纹。
石墨的工艺特性主要由其结晶形态决定。 晶体形态不同的石墨矿物，具有不同的工业价值和用途。 在工业上，根据结晶形态将天然石墨分为三类。
铸造、冲砂、冲模和高温冶金材料:石墨热膨胀系数小，能耐受淬火热的变化，可用作玻璃器皿模具。 使用石墨，黑色金属铸件大小准确，表面光洁度高，不加工、稍加加工就可以使用，节约大量金属。 生产硬质合金等粉末冶金技术，一般用石墨材料制作模具和烧结用陶瓷船。 晶体生长、区域精炼容器、支撑夹具、感应加热器等。 用高纯度石墨制成。 另外，石墨真空溶解石墨隔热板和基体，可用作高温电阻炉、棒、板、格子等部件。
石墨电极生产的主要原料为石油焦，普通功率石墨电极中可添加少量沥青焦炭，石油焦和沥青焦炭的硫含量均不得超过0.5%。 制造高功率或功率石墨电极时，需要增加针状的焦点。 阳极生产铝的主要原料是石油的焦点，硫含量控制在1.5% ~ 2%以下，石油和沥青符合国家相关质量标准。
石墨材料在很多行业被广泛使用。 例如，在我们经常看到的电池中，石墨本身也是导电体。 但一般来说，石墨广泛应用于润滑剂和铅笔芯。 石墨棒、石墨电极、石墨粉、石墨板等石墨材料种类繁多，各种石墨材料应用于各行各业。
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