石墨

石墨是碳元素的结晶矿物之一，具有耐高、抗腐蚀、抗热震、强度大、韧性好、自润滑强度高、导热、导电、可塑性、涂敷性性能等特有的物理化学性能,广泛应用于冶金、机械、电子、化工、轻工、军工、国防、航天及耐火材料等行业。...

石墨是碳元素的结晶矿物之一，具有耐高、抗腐蚀、抗热震、强度大、韧性好、自润滑强度高、导热、导电、可塑性、涂敷性性能等特有的物理化学性能,广泛应用于冶金、机械、电子、化工、轻工、军工、国防、航天及耐火材料等行业，是当今高新技术发展必不可少的非金属材料。石墨分为人造石墨和天然石墨,其中天然石墨根据结晶形态不同的石墨矿物，具有不同的工业价值和用途，将天然石墨分为三类：致密结晶状石墨、晶质(鳞片)石墨和隐晶质(土状)石墨。

一、石墨的特性与用途

1、石墨特殊性质

1）耐高温性：石墨熔点为3850±50℃，沸点为4250℃，即使经超高温电弧灼烧，重量损失很小，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：石墨导电性比一般非金属矿高一百倍。导热性超过钢、铁、铅等金属材料。导热系数随温度升高而降低，甚至在极高的温度下，石墨成绝热体。石墨能够导电是因为石墨中每个碳原子与其他碳原子只形成3个共价键,每个碳原子仍然保留1个自由电子来传输电荷。  3）润滑性：石墨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。  7）高传导透明性：碳原子构成的单层片状结构二维晶体--石墨烯，导电导热透明，无与伦比。

2、石墨的主要用途

1）、耐火材料：石墨及其制品具有耐高温、高强度的性质，冶金工业上主要用来制造石墨坩埚，炼钢上常用石墨作钢锭之保护剂，冶金炉的内衬。

2）、导电材料：在电气工业上用作制造电极、电刷、碳棒、碳管、水银正流器的正极，石墨垫圈、电话零件，电视机显像管的涂层等。

3）、耐磨润滑材料：润滑油往往不能在高速、高温、高压的条件下使用，而石墨耐磨材料可在200-2000℃温度及很高滑动速度下，代替润滑油工作。许多输送腐蚀介质的设备，广泛采用石墨材料制成活塞杯，密封圈和轴承，它们运转时勿需加入润滑油。石墨乳也是许多金属加工(拔丝、拉管)时的良好的润滑剂。

4）、良好的化学稳定性：经特殊加工的石墨，具有耐腐蚀、导热性好，渗透率低等特点，大量用于制作热交换器，反应槽、凝缩器、燃烧塔、吸收塔、冷却器、加热器、过滤器、泵设备。广泛应用于石油化工、湿法冶金、酸碱生产、合成纤维、造纸等工业部门，可节省大量的金属材料。

5）、铸造、翻砂、压模及高温冶金材料：因石墨的热膨胀系数小，且能耐急冷急热的变化，可作为玻璃器的铸模，使用石墨后黑色金属得到铸件尺寸精确，表面光洁成品率高，不经加工或稍作加工就可使用，因而节省了大量金属。生产硬质合金等粉末冶金工艺，通常用石墨材料制成压模和烧结用的瓷舟。单晶硅的晶体生长坩埚，区域精炼容器，支架夹具，感应加热器等都是用高纯石墨加工而成的。此外石墨还可作真空冶炼的石墨隔热板和底座，高温电阻炉炉管，棒、板、格棚等元件。

6）、原子能工业和国防工业：石墨具良好的中子减速剂用于原子反应堆中，铀一石墨反应堆是目前应用较多的一种原子反应堆。作为动力用的原子能反应堆中的减速材料应具有高熔点，稳定，耐腐蚀的性能，石墨完全可以满足上述要求。作为原子反应堆用的石墨纯度要求很高，杂质含量不应超过几十个PPM 。特别是其中硼含量应少于0.5PPM。国防工业中还用石墨制造固体燃料火箭的喷嘴，导弹的鼻锥，宇宙航行设备的零件，隔热材料和防射线材料。

7）、防锅炉结垢：在水中加入一定量的石墨粉(每吨水大约用4-5 克)能防止锅炉表面结垢。此外石墨涂在金属烟囱、屋顶、桥梁、管道上可以防腐防锈。

8）、铅笔芯、颜料、抛光剂：石墨经过特殊加工以后，可制作各种特殊材料用于有关工业部门。

9）、电极：石墨电极较之铜最极优点多多

10）    、最薄最坚硬的纳米材料-石墨烯：有望在新材料与现代电子科技领域引发一轮革命。

二、石墨产业链



据USGS(美国地质勘探局)数据，2013年探明的全球天然石墨储量约1.3亿吨，储量前三位的国家为巴西、中国和印度，产量占世界总产量的90%。巴西石墨储量5800万吨，中国5500万吨，

三、石墨价格

根据万德软件提供的石墨在国内的美元报价，近年来价格走势如下图：







新闻：宝泰隆石墨烯项目开工奠基产能100吨/年

2015年8月，宝泰隆石墨烯新材料有限公司100 吨石墨烯项目隆重举行开工奠基仪式，该项目年可生产石墨烯100 吨及下游产品，预计明年12 月建成投产。达产后年可实现产值36 亿元，利税12 亿元。

“我们的目标是通过采用国际先进生产工艺，将目前价格每克1500元的石墨烯成为各行业都能真正用得起的新型高科技材料，造福子孙后代。”七台河宝泰隆煤化工股份有限公司负责人介绍说，这里将实现传统煤化工向石油化工转型，向纳米新材料和清洁能源领域拓展升级，打造石墨烯产业生产基地，从而提升七台河在全国新材料领域的地位，为七台河带来千亿元的投资，形成万亿元产值的高科技产业集群。

“目前，加工生产1吨石墨烯所需原料高纯度大鳞片石墨的成本约为7500元/吨，而1吨用于锂电池负极材料的石墨烯价格为600~700万元，增值了近1000倍。”宝泰隆公司副总裁兼董事会秘书王维舟介绍说，“石墨烯项目能立项成功得益于公司董事会清晰认识到开拓新项目的重大意义，公司具备的四大优势更坚定我们建设石墨烯项目的信心。”公司获得石墨矿探矿权后，已经权威部门证实黑龙江区域内的石墨资源是制备石墨烯的优良原料。在充分发挥公司软实力优势的同时，新项目也获得了国家政策支持，更重要的是具有技术优势，公司下属的博士后科研工作站等研发机构具备很强的工艺技术和延伸产品链条的能力，已与专利发明者签订了技术转让、专利实施许可及技术服务合同。公司所用技术具备大规模、自动化、高效率的生产能力，各项指标均能满足特殊应用领域的要求。因超薄、强度超大的特性，石墨烯可应用于超轻型飞机材料、超坚韧的防弹衣、石墨烯触摸屏等；因其优异的导电性，在微电子领域具有巨大的应用潜力；未来石墨烯将成为硅的替代品，制造出超微型晶体管，用来生产未来的超级计算机；作为优良改性剂，也可应用于超级电容器、锂离子电池等新能源领域；因其高传导性、高比表面积，可适用于作为电极材料助剂。素来有“黑金子”之称的石墨烯目前在中国市场价格超过1500元/克，是黄金的五倍左右。

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