石墨家族全明星阵容,大公开!_石墨行业门户
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2025-12-08
中国粉体网讯 石墨是由碳元素组成,具有良好的导热性、导电性、耐高温性、润滑性等特点,广泛应用于冶金、机械、电子、化工、航空航天等领域,被欧盟、美国、澳大利亚等国家和地区列为关键资源。
从天然形成的鳞片状、隐晶质石墨,到高纯石墨、特种石墨,石墨家族成员繁多、各怀绝技。接下来,就让我们逐一解锁“石墨家族”的核心成员,探寻它们的独特属性与应用密码。

来源:河南五星新材
天然石墨
天然石墨是黑色带有光泽、天然产出的石墨质矿物。石墨的结晶形态决定了其工业价值和用途。工业上通常根据石墨结晶片径大小将天然石墨矿石划分为晶质石墨矿石和隐晶质石墨矿石两大类。
全球天然石墨资源丰富,主要分布在中国、巴西、印度、加拿大和莫桑比克等国家。中国是全球最大的天然石墨生产国和出口国,拥有丰富的石墨矿资源,主要分布在黑龙江、内蒙古、山东和湖南等地,占据全球市场的主导地位。
晶质石墨
晶质石墨矿石分为鳞片状和致密状两类。鳞片状石墨常以单独的晶体或薄片和叶片状平行晶体连生体形式产出,其结晶形态通常较好且多呈集合体产出,晶体粒径一般大于1μm。天然开采的鳞片石墨矿石的品位较低,但是与其他类型的石墨相比,其可浮性、润滑性和可塑性均更加出色,因而鳞片石墨通常具有更高的经济价值。
致密结晶状石墨(块状石墨)的含碳量通常在60%–65%左右,少数可达80%以上,可塑性和润滑性均低于鳞片石墨。
隐晶质石墨
隐晶质石墨亦被称为微晶石墨或土状石墨,是由细小的微晶粒构成的致密块体,其结晶情况肉眼无法辨别,通常需要借助高倍显微镜。隐晶质石墨表面呈土状,光泽感比较低,润滑性无法与鳞片石墨相比较。但是其品位通常比较高,少数甚至能够达到90%以上。近些年石墨提纯水平不断提升,隐晶质石墨也逐渐被广泛应用。
人造石墨
人造石墨通常是指利用优质石油焦、沥青焦作为骨料,加入煤沥青作为粘结剂及其他辅料通过一系列高温石墨化处理获得的石墨材料。
石墨粉
石墨经过物理或化学加工后得到的粉末状材料。石墨精粉经过破碎、磨矿、浮选、分级、提纯等工艺加工后获得的纯度较高的石墨粉末。
高纯石墨
高纯石墨指的是含碳量99.9%(部分文献定义99.99%)以上的石墨。高纯石墨具有自润滑性好、强度大、导电性良好、耐酸耐碱耐腐蚀耐高温、膨胀系数小、化学稳定性优良、密封性能高、结构匀称致密等特点,广泛应用于电气、冶金、国防航天、能源、化工等行业。特别对第三代半导体材料制备、核工业、光伏行业等新兴行业起着决定性的关键作用,对于我国经济的影响意义深远。
膨胀石墨
可膨胀石墨是经特殊处理后遇高温可瞬间膨胀的石墨。天然鳞片石墨经酸性氧化剂处理后得到的石墨层间化合物被称为可膨胀石墨或氧化石墨。可膨胀石墨在瞬间高温(800~1000℃)作用下,内部所含插层物质急剧分解气化,体积迅速膨胀数十倍至数百倍,形成一种外观呈蠕虫状的物质,被称为膨胀石墨。
柔性石墨
柔性石墨是以天然鳞片石墨为原料,经插层处理、高温膨胀、机械压制等工序制成的可挠性石墨材料。
石墨烯
石墨烯是由单层碳原子以sp2杂化紧密排列而成的二维蜂窝状晶体材料,是单层石墨烯、双层石墨烯和少层石墨烯的统称。石墨烯是目前世界上最薄的纳米材料,具有高化学稳定性与热稳定性、优异的力学性能和电性能等优点,应用前景广阔。制备石墨烯的主要原材料是高纯石墨。
氟化石墨
氟气与固体碳发生反应制备的石墨插层化合物即是氟化石墨,随着氟含量的增加,其颜色由黑变灰逐渐变白。目前,氟化石墨的制备工艺方法主要有以下几种:气相合成法(又称高温法)、固相合成法(又称低温法)、催化合成法。
球形石墨
球形石墨是以高碳天然鳞片石墨为原料,通过对石墨表面改性处理,生产出不同粒径的椭球形的石墨产品。用于负极材料生产的球形石墨要求石墨纯度达到99.95%,未经纯化的球形石墨纯度远达不到负极材料纯度的要求。
等静压石墨
等静压石墨是通过在高温高压条件下将石墨微粉进行等静压制备而成的一类材料。广泛应用于电气、冶金、核工业等领域,其卓越的导电性能使其在电极材料、导电元件和热管理系统中扮演着关键角色。
石墨坩埚
石墨坩埚是以石墨为主要原料,或与其他原料混合烧制而成的坩埚。在生产碳化硅单晶时,采用物理气相传输法将碳化硅粉料放置在石墨坩埚底部,将碳化硅籽晶放置在坩埚顶部,随后对石墨坩埚进行加热,直至达到碳化硅的升华温度。随后,碳化硅粉料会逐渐分解为Si蒸汽、Si2C和SiC2等气相物质,这些物质会在轴向温度梯度的作用下逐渐升华至坩埚顶部,在坩埚顶部的SiC籽晶表面凝结,就能获得碳化硅单晶。
特种石墨
特种石墨是指具有高强度、高密度、高纯度等特殊性能和用途的石墨制品。主要以石油焦和沥青焦为原料,在沥青黏结作用下成型、多次热处理制成,具有优良的耐高温性、导电导热性、润滑性等。特种石墨可以制备单晶硅和多晶硅的热场和一些常见的磨具等,也可以制备前沿的石墨烯材料和高纯石墨,广泛用于质量要求较高的冶金、有色金属、航空航天、军工、环保、核工程等行业,在新能源汽车、储能等战略性新兴产业领域也有应用,是高科技行业不可替代的材料之一。
核石墨
核石墨是指用于核工业方面的高纯石墨材料,核电级石墨材料被应用在高温气冷堆堆芯中:如导管、燃料元件、支撑构件。
核级石墨必须是高纯石墨,骨料主要是针状石油焦与沥青焦,针状石油焦灰分低,在高温下容易石墨化,导热性能好,线膨胀系数小。在高温下,沥青焦获得的石墨机械强度高。研制自润滑高强度石墨需要匹配针状石油焦与沥青焦比例。核级高纯石墨对微量元素控制要求比较高,在隔绝空气条件下,进行长期间高温灼烧纯化,将杂质去除,降低卤素和低熔点金属等微量元素含量。核级高纯石墨炭素成型采用等静压工艺,将物料置于弹性体模具中,密封严密后抽出空气,维持真空环境,将模具放入等静压液压缸体中,通过各向同液体相同压力作用于模具,压力传递给炭素材料,坯料致密。
参考来源:
GB/T5463.4—2025.非金属矿产品词汇第4部分:石墨
王陆新等.中国天然石墨资源开发利用及管理研究
赵菁.氟化石墨的制备研究进展
袁恒.球形石墨的提纯及改性包覆技术研究
侯诗宇.天然石墨的室温膨化及应用
赵俊通等.特种石墨市场概况及技术进展
纪斌等.高密度等静压石墨的制备与微观结构表征
徐生龙等.半导体制造业用碳化硅制备工艺研究与实践
(中国粉体网编辑整理/初末)
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