碳素制品的原料多嗎

碳素材料，按其原子在結(jié)構(gòu)中排列不同，碳有三種同素異形體，即金剛石、石墨和無定形碳，它們的物理性能、化學(xué)性質(zhì)及用途也各不相同。

同素異形體

1、石墨：碳原子以四配位多面體組成網(wǎng)層，網(wǎng)層之間以分子鍵聯(lián)結(jié)，形成六方晶片。石墨是特殊的無機(jī)非金屬材料，兼有金屬和塑料的性能和其他一系列特性，在冶金、化工、電力和電子、機(jī)械、紡織和原子能等工業(yè)部門獲得廣泛應(yīng)用。

石墨的用途與其性質(zhì)密切關(guān)聯(lián)。

①耐高溫、熱穩(wěn)定性良好，在3600℃下也不熔化，因此用作冶金工業(yè)中坩堝（見彩圖）、爐內(nèi)的耐火材料等。
②有良好的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性（比不銹鋼高4倍）,導(dǎo)電系數(shù)隨溫度升高而降低。用來制造電極、電刷、碳棒、換熱器、冷卻器等。
③化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐酸、堿和有機(jī)介質(zhì)的侵蝕，普遍用以制造酸堿工業(yè)、石油化工、紡織、造紙等工業(yè)的換熱器、燃燒塔、反應(yīng)槽、冷卻器、吸收塔、泵和加熱器等。
④潤(rùn)滑性能與二硫化鉬相近，耐磨，摩擦系數(shù)小于0.1,可在-200～2000℃和100m/s轉(zhuǎn)速下使用，用來制作密封圈和軸承時(shí)，不用加潤(rùn)滑劑。
⑤可塑性好，能延展成透光、透氣的薄片。
⑥有良好的中子減速性，用做原子反應(yīng)堆中減速材料。此外，還用做固體燃料火箭中的噴嘴、航天設(shè)備的零件、隔熱和防射線材料。石墨最大的缺點(diǎn)是在高溫下易氧化，需要在保護(hù)氣氛下使用。

石墨礦有晶質(zhì)和隱晶質(zhì)之分。晶質(zhì)石墨礦有致密結(jié)晶和鱗片結(jié)晶兩種，前者晶粒大于0.1mm,含碳量在60%～65%，甚至高達(dá)80%～90%，但可塑性、可浮選性差。鱗片結(jié)晶石墨礦的品位雖低（3%～5%或10%～25%），但性能好。隱晶質(zhì)石墨又稱土狀石墨,含碳量可高達(dá)90%以上，但性能差。世界上所產(chǎn)石墨半數(shù)為土狀。

蘇聯(lián)是石墨礦儲(chǔ)量和產(chǎn)量最大的國家。中國石墨資源也較豐富，多半是鱗片和隱晶石墨。由于石墨礦品位不高,需經(jīng)選礦和提純，常用的浮選法（石墨為疏水性）和重選法（石墨相對(duì)密度小，為1.9～2.3），可使成品中的含碳量達(dá)90%，有些制品還需采用化學(xué)提純，使含碳量提高到97%～99%或高溫提純至99.9%。

2、金剛石 ：是所知自然界中最硬的物質(zhì)，其晶體構(gòu)造基本上為面心立方格子，每個(gè)碳原子都被周圍四個(gè)碳原子所圍繞，以共價(jià)鍵相連，強(qiáng)度高，莫氏硬度為10，所以通常用作切削、磨削和切割材料。當(dāng)金剛石中含有微量雜質(zhì)時(shí)，有半導(dǎo)體的性能，可以做高溫整流器或固體微波器件等。
天然金剛石又是貴重寶石(金剛鉆)。金剛石分為Ⅰ型、Ⅱ型和六方型三種。Ⅰ型的雜質(zhì)含量較高，其中氮的含量在0.0025%～0.2%，絕大多數(shù)天然金剛石屬此型。Ⅱ 型是極純的金剛石，結(jié)晶完整，氮的含量少于0.001%，導(dǎo)熱性良好，具有半導(dǎo)體性能。天然金剛石中1%～2%屬此型。用特殊的人工方法（如超高壓高溫法）可以將非金剛石結(jié)構(gòu)的碳轉(zhuǎn)化為金剛石，即人造金剛石。

3、無定形碳 ：碳原子排列無序，或構(gòu)成的晶粒過小。煤、天然氣、石油或其他有機(jī)物在1000℃左右碳化得到的無定形碳是多孔材料，其表面積很大。產(chǎn)品有炭黑、活性炭等。