石墨是否导体?朋友的孩子物理习题,我个人认为应该是绝缘体.为什么是导体啊?

Question

石墨是否导体?
朋友的孩子物理习题,我个人认为应该是绝缘体.为什么是导体啊?

Answer 1

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,见图1—1.每一网层间的距离为3.40人,同一网层中碳原子的间距为1．42A.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.
石墨质软,黑灰色；有油腻感,可污染纸张.硬度为1～2,沿垂直方向随杂质的增加其硬度可增至3～5.比重为1．9～2．3.在隔绝氧气条件下,其熔点在3000℃以上,是最耐温的矿物之一.
自然界中纯净的石墨是没有的,其中往往含有Si02、A1203、Fe0、CaO、P2O5、Cu0等杂质.这些杂质常以石英、黄铁矿、碳酸盐等矿物形式出现.此外,还有水、沥青、CO2、H2、CH4、N2等气体部分.因此对石墨的分析,除测定固定碳含量外,还必须同时测定挥发分和灰分的含量.
石墨的工艺特性主要决定于它的结晶形态.结晶形态不同的石墨矿物,具有不同的工业价值和用途.工业上,根据结晶形态不同,将天然石墨分为三类.
1．致密结晶状石墨
致密结晶状石墨又叫块状石墨.此类石墨结晶明显晶体肉眼可见.颗粒直径大于0．1毫米.晶体排列杂乱无章,呈致密块状构造.这
种：石墨的特点是品位很高,一般含碳量为60～
65％,有时达80～98％,但其可塑性和滑腻性不
如鳞片石墨好.
2．鳞片石墨
石墨晶体呈鳞片状；这是在高强度的压力下变质
而成的,有大鳞片和细鳞片之分.此类石墨矿石的特
点是品位不高,一般在2～3％,或100～25％之
间.是自然界中可浮性最好的矿石之一,经过多磨多
选可得高品位石墨精矿.这类石墨的可浮性、润滑性、
可塑性均比其他类型石墨优越；因此它的工业价值最
大.
3．隐晶质石墨
隐品质石墨又称非晶质石墨或土状石墨,这种石墨的晶体直径一般小于1微米,是微晶石墨的集合体,只有在电子显微镜下才能见到晶形.此类石墨的特点是表面呈土状,缺乏光泽,润滑性也差.品位较高.一般的60～80％.少数高达90％以上.矿石可选性较差.
石墨由于其特殊结构,而具有如下特殊性质：
1） 耐高温型：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.石墨强度随温度提高而加强,在2000℃时,石墨强度提高一倍.
2） 导电、导热性：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,石墨成绝热体.
3） 润滑性：石墨的润滑性能取决于石墨鳞片的大小,鳞片越大,摩擦系数越小,润滑性能越好.
4） 化学稳定性：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：石墨的韧性好,可年成很薄的薄片.
6） 抗热震性：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,石墨的体积变化不大,不会产生裂纹.