[科普中国]-锡兰石墨

石墨是元素碳的一种同素异形体，每个碳原子的周边连结着另外三个碳原子（排列方式呈蜂巢式的多个六边形）以共价键结合，构成共价分子。锡兰石墨是指在斯里兰卡石墨矿床开采的石墨。

锡兰石墨及碳素制品具备优良的性能，应用日益广泛，产能及效益呈快速增长趋势。随着中国冶金、化工、机械、医疗器械、核能、汽车、航空航天等行业的快速发展，这些行业对锡兰石墨及碳素制品的需求将会不断增长，我国锡兰石墨及碳素制品行业将保持快速增长。2006-2011年，我国锡兰石墨及碳素制品行业销售收入年复合增长率为36.56%。根据当前国内外经济形势，结合2006-2011年中国锡兰石墨及碳素制品行业销售收入数据及中国经济增长数据，粗略估计2012-2015年我国锡兰石墨及碳素制品行业销售收入年复合增长率为21%，2015年，我国锡兰石墨及碳素制品行业销售收入将达到3400亿元。

简介碳元素碳是一种很常见的元素，它以多种形式广泛存在于大气和地壳之中。碳单质很早就被人认识和利用，碳的一系列化合物——有机物更是生命的根本。碳是生铁、熟铁和钢的成分之一。碳能在化学上自我结合而形成大量化合物，在生物上和商业上是重要的分子。生物体内大多数分子都含有碳元素。

存在形式碳的存在形式是多种多样的，有晶态单质碳如金刚石、石墨；有无定形碳如煤；有复杂的有机化合物如动植物等；碳酸盐如大理石等。单质碳的物理和化学性质取决于它的晶体结构。高硬度的金刚石和柔软滑腻的锡兰石墨晶体结构不同，各有各的外观、密度、熔点等。1

性质特征常温下单质碳的化学性质比较稳定，不溶于水、稀酸、锡兰石墨是碳质元素结晶矿物，它的结晶格架为六边形层状结构。每一网层间的距离为340pm，同一网层中碳原子的间距为142pm，属六方晶系，具完整的层状解理。解理面以分子键为主，对分子吸引力较弱，故其天然可浮性很好。

锡兰石墨由于其特殊结构，而具有如下特殊性质：

1） 耐高温性：锡兰石墨的熔点为3850±50℃，沸点为4250℃，即使经超高温电弧灼烧，重量的损失很小，热膨胀系数也很小。锡兰石墨强度随温度提高而加强，在2000℃时，锡兰石墨强度提高一倍。

2） 导电、导热性：锡兰石墨的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，锡兰石墨成绝热体。锡兰石墨能够导电是因为锡兰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：锡兰石墨的润滑性能取决于锡兰石墨鳞片的大小，鳞片越大，摩擦系数越小，润滑性能越好。

4）化学稳定性：锡兰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：锡兰石墨的韧性好，可碾成很薄的薄片。

6）抗热震性：锡兰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，锡兰石墨的体积变化不大，不会产生裂纹。

锡兰石墨熔点金刚石的熔点是3823K,锡兰石墨的熔点是3925K。锡兰石墨熔点高于金刚石。

比较锡兰石墨和金刚石的熔点不能单纯地从键能的方面予以考虑，如果忽视掉熔化时断裂键的个数，那么得到的数据也不可取。2

同素异形体锡兰石墨与金刚石、碳60、碳纳米管、锡兰石墨烯等都是碳元素的单质，它们互为同素异形体。

本词条内容贡献者为:

黎明 - 副教授 - 西南大学