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中国发现和利用天然石墨的历史悠久。古籍中曾有不少关于石墨的记载。如《水经注》载“洛水侧有石墨山。山石尽黑,可以书疏,故以石墨名山矣。”从考古挖掘出来的甲骨、玉片、陶片发现,早在3000多年前商代就有用石墨书写的文字,一直延续至东汉末年(公元220年),石墨作为书墨才被松烟制墨所取代。清朝道光年间(公元1821~1850年),湖南郴州农民开采石墨做燃料,称之为“油碳”。
天然鳞片石墨其熔点在3000℃以上,是耐温的矿物之一。常温下化学性质比较稳定,具有耐高温、耐酸碱腐蚀、高导电性能的特点,可用做耐火材料,导电材料,耐磨润滑材料。
天然鳞片石墨:是一种单晶,组织结构较简单,仅存在结晶学上的缺陷(如点缺陷、位错、层错等),宏观上表现出各向异性的特征。天然微晶石墨的晶粒较小,晶粒之间杂乱排列且存在杂质脱除后的孔洞,宏观上表现出各向同性。
在机械工业中,石墨材料通常用作耐磨和润滑材料。天然鳞片石墨的润滑性较好,常用作润滑油的添加剂。输送腐蚀介质的设备,广泛采用人造石墨制成的活塞环、密封圈和轴承,工作时无需加入润滑油。天然石墨与高分子树脂复合材料也可用于上述领域,但耐磨性不如人造石墨。
人造石墨具有耐腐蚀、导热性好、渗透率低等特点,在化学工业中广泛用于制作热交换器、反应槽、吸收塔、过滤器等设备。天然石墨与高分子树脂复合材料也可用于上述领域,但导热性、耐腐蚀性不如人造石墨。
目前,商业化的碳负极材料仍以石墨材料为主。其中天然石墨负极由天然石墨加工而成。天然石墨具储量大、成本低、安全等优点。且天然石墨具有比较完整的石墨片层结构和很高的石墨化度,适合锂离子在其中脱嵌和穿梭。