石墨材料的特性及应用范围是什么？

        炭素材料是以碳元素为主的无机非金属材料，其中炭材料基本上是由非石墨质碳组成的材料，而石墨材料则主要是由石墨质碳组成的材料，石墨又分为天然石墨和人工石墨两类。
      石墨材料主要是由多晶石墨构成。石墨是以一种碳原子之间呈六角形平面网格的层状晶体。虽然石墨归于无机非 金属材料，但因它具有良好的热电传导性而被称为半金属，石墨具有比某些金属还要高的热电传导性，一同具有远比金属低的热膨胀系数，很高的化学安稳性，这就使它在工程运用中具有重要的价值。石墨在非氧化性介质中是化学慵懒的，具 有很好的耐腐蚀性，除了强酸和强氧化性介质外，石墨不受其它酸碱盐的腐蚀、不与任何有机化合物应。
    石墨材料又是一种耐高温材料，在高温下石墨不会熔化，气化温度十分高，只是在常压下335018初步进步变成气体。一般材料在高温下强度逐步降低，而石墨在2500度以内，它的强度随温度升高而增加，在2000℃以上，其强度较常温 强度增大一倍，石墨材料还具有优异的抗热震功能，所以石墨材料作为高温材料有其共同的优越性。 
    因为石墨材料具有高温强度高、导电传热、抗热震性、耐腐蚀性、润滑性好等优点，它已成为国民经济发展中不可缺少的结构材料、高温材料、导电材料、抗磨材料和功能材料。当时，石墨材料已广泛运用于冶金、化工、电子、电 器、机械以及核能和航空航天工业等部分，可作电极、电解阳极、铸模和高温轴承；原子核反应堆中作为中子减速材料 和核燃料的表面涂层；在宇航领域，石墨材料可用于人工卫星天线、航天飞机机壳以及火箭发电机喷管喉衬等部件。
    石墨材料在高温下发生的物理化学变化以及高温运用特色：
石墨材料的化学性质安稳，因而是一种耐腐蚀材料。但在必定条件下，碳也会和其他物质发生作用，其主要反应有：在 高温下与氧化性气氛或强氧化性酸中发生氧化作用；在高温下熔解于金属并生成碳化物；生成石墨层间化合物。
     在常温下，炭与各种气体不发生化学反应在350℃左右，无定形炭即有睨显的氧化反应，石墨在450℃左右也初步发生氧化反应。石墨化程度愈高，石墨的晶体结构愈完好，其反应活化能大，抗氧化功能好，在800度以内，到达同一氧化速度的温度，石墨材料约比炭材料高50～100℃在同一材料内，粘结剂炭有优先氧化的倾向，所以氧化反应进行到必定程度时，骨料颗粒会发生掉落。在较低的温度下，如空气供给满意，炭和石墨材料则主要进行如下反应：C+O2—CO2在较高的温度下，炭和石墨材料又初步发生如下反应：C+1/ZO2一CO赤热的炭和石墨材料与水蒸气约在700℃左右初步反应：C+H2O—CO+H2C+2H2O—C02+2H2赤热的炭和石墨材料与CO的氧化反应在更高的温度下才干进行：C+CO2—2C0炭与气体之间反应应归于气固反应，氧化反应速度与当时的反应面积大小、材料的气孔率及气体压力等要素有关，其反应速度既取决于表面的化学反应速度，也与气体分子向材料内涣散有关。若材料的气孔率高，特别是开气孔率多时，气体分子简单涣散到材 料内部，参加反应的表面积大，氧化速度就快，当运用温度低时，氧化反应速度不高，气体分子有满意的时间涣散到材料 内部，这时氧化反应速度与材料的气孔结构及反应活性有关。当温度高于800度时化学反应速率快，而气体分子向材料气孔内涣散却因热运动而减慢，氧化反应只在表面进行，氧化速率受表面气流速度所分配与材料种类联系较小。石墨材料所 含杂质对氧化反应起催化作用，所以高纯石墨与一般石墨的氧化性有睨显不同。碳化物的生成在高温下碳熔解于Fe、A1、Mo、Cr、Ni、Ti等金属和B、si等非金属中生成碳化物。石墨层间化合物的生成石墨的碳原子在其层面内是通过共价键牢 固地连接在一同的，而在层间则靠较弱的范德华力结合。因而，在石墨的层间插入各种分子、原子、离子而不损坏其二 维晶，仅使层距离增大，可以制成一种石墨特有的化合物称为石墨层间化合物，制作石墨层间化台物通常采用天然鳞片石 墨为质料。在石墨层间化合物中已得工业上广泛运用的是柔性石墨。柔性石墨不仅具有自润滑性和耐高温性，还具有柔 耐性、可饶性和紧缩回弹性，可作为精炼炉、高温炉的绝热材料，并广泛用作密封材料。为了进步柔性石墨的抗氧化性 ，在柔性石墨中参加硼酸、热固树脂、无机物胶体等粘合剂。由此可见，炭素材料在非氧化性介质中集耐热性、导电性于 一体，但在氧化性占优势的环境中，温度高于627K就初步发生氧化反应，并且跟着温度的升高，氧化速度加快，结构因 此而遭到腐蚀、损坏、影响其高温下的运用。所以，石墨材料的抗氧化维护问题正在遭到广泛重视 。