石墨是什么
石墨是一種重要的非金屬礦產資源,是碳的一種同素異形體。
石墨分子式為C,分子量為12.01。天然石墨呈鐵黑色、鋼灰色,條痕亮黑色,金屬光澤,不透明。晶體屬復六方雙錐晶類,常見單形有平行雙面、六方雙錐、六方柱,但完好晶形少見,一般呈鱗片狀或板狀。
石墨是元素碳的一種同素異形體(其它同素異形體有金剛石、碳60、碳納米管和石墨烯),每個碳原子的周邊連結著另外三個碳原子(排列方式呈蜂巢式的多個六邊形)以共價鍵結合,構成共價分子。由于每個碳原子均會放出一個電子,那些電子能夠自由移動,因此石墨屬于導電體。解理面以分子鍵為主,對分子吸引力較弱,故其天然可浮性很好。鑒于石墨特殊的成鍵方式,不能單一的認為石墨是單晶體或者是多晶體,現在普遍認為石墨是一種混合晶體。
石墨分類
1. 按石墨結晶形態和工藝特性,將天然石墨分為三類:
(1) 致密結晶狀石墨
致密結晶狀石墨又叫塊狀石墨。此類石墨結晶明顯,晶體肉眼可見。顆粒直徑大于0.1毫米,比表面積范圍集中在0.1-1m2/g,晶體排列雜亂無章,呈致密塊狀構造。這類石墨礦品位很高,一般含碳量為60~65%,有時達80~98%,但其可塑性和滑膩性不如鱗片石墨好。
(2)鱗片石墨
鱗片石墨晶體呈鱗片狀;這是在高溫高壓下變質而成的,有大鱗片和細鱗片之分。此類石墨礦品位不高,一般在2~3%,或10~25%之間。它是自然界中可浮性最好的礦石之一,經過多磨多選可得高品位石墨精礦,根據固定碳含量分為四類:高純石墨、高碳石墨、中碳石墨、低碳石墨。這類石墨的可浮性、潤滑性、可塑性均比其他類型石墨優越,因此其工業價值最大。
(3)隱晶質石墨
隱晶質石墨又稱微晶石墨或土狀石墨,這種石墨的晶體直徑一般小于1微米,比表面積范圍集中在1-5m2/g,是微晶石墨的集合體,只有在電子顯微鏡下才能見到晶形。此類石墨的特點是表面呈土狀,缺乏光澤,潤滑性比鱗片石墨稍差。品位較高,一般固定碳含量60~85%。少數高達90%以上。一般應用于鑄造行業比較多。主要蘊藏在湖南郴州魯塘。隨著石墨提純技術的提高,土狀石墨的應用將越來越廣泛。
2. 人造石墨(特種石墨),按成型方式可分為:
(1) 等靜壓石墨(三高石墨),但并非三高就是等靜壓;
(2) 模壓石墨;
(3) 擠壓石墨,多為電極材料。
石墨的應用
石墨具有耐高溫、抗腐蝕、抗熱震、強度大、韌性好、自潤滑強度高、導熱、導電、可塑性、涂敷性性能等特有的物理化學性能,廣泛應用于冶金、機械、電子、電池、金剛石超硬材料、核工業、化工、輕工、軍工、國防、航天及耐火材料等行業,是當今高新技術發展必不可少的非金屬材料。
XRF對石墨中硫元素含量的熒光分析
硫含量是評價石墨及其石墨制品品質的重要指標,硫含量高低直接影響石墨產品價格,甚至影響其產品性能。因此快速準確地測定石墨及其石墨制品中硫含量非常重要。
目前我國現有標準體系中,石墨及其制品中硫含量的測定方法主要有燃燒碘量法、艾氏卡重量法和高溫燃燒中和滴定法。燃燒碘量法和艾氏卡重量法雖然被廣泛應用,但檢測步驟多,分析過程繁瑣,易導致檢測結果產生較大偏差;高溫燃燒中和法操作簡便,但測定結果的精密度和準確度較差。X射線熒光光譜分析法方法操作簡便,分析速度快,精密度與準確度高。
檢測案例
浪聲ScopeX桌面式 XRF 分析儀易于操作,配置靈活,是檢測石墨中S元素含量熒光分析的理想工具。使用ScopeX對兩種不同級別(90%/99.5%)石墨材料中S元素含量進行檢測分析,準確性測試結果表明,樣品相對誤差較小,重復性測試結果穩定可靠。