硅化石墨和碳化硅的区别？

硅化石墨(siliconized

graphite)是指在石墨材料表面涂覆碳化硅层而构成的一种复合材料。硅化石墨的硬度实为SiC的硬度，它仅次于金刚石、氮化硼、碳化硼，比碳化钨、三氧化二铝等的硬度高。硅化石墨可用作磷酸，磷胺及氢氟酸等泵的轴承。此外半导体工业中，作为硅外延生长的发热片基体和夹具及制造人造关节、人造心脏瓣膜、人造齿根等。

对石墨中各个元素的浓度及分布状态的探查有助于了解石墨生长的不同模式及相应的生长机制。

经过球化处理的铸铁中出现接近球形外廓的球状石墨。运用电子扫描显微镜、深腐蚀、热氧腐蚀、离子侵蚀等技术手段，研究观察了球状石墨的三维形貌及其内部结构。可以观察到球体表面并不平整，有很多凸起物和深邃的沟槽孔洞，也可以看到近似六边形的晶体生长螺线。球体剖面具有年轮状特征。大多数石墨中间可以观察到核心物质的存在。石墨晶体由核心向外沿晶格方向辐射生长，形成许多类似锥形的晶体。这些晶体构成的球状石墨中的晶格基面大体上与辐射生长的方向相垂直。

过去曾经有一种说法，认为球状石墨具有特定结构的晶核，此种晶核提供的生长台阶可以导致石墨晶体较均匀地以三维辐射状生长，形成球状石墨。人们也提出过一些相关机制，但是后来发现球状石墨核心物质的成分和结构是多种多样的，并没有找到特定的核心结构足以使石墨成球状。已经查明的物质大多数是氧化物和硫化物，也存在这些化合物的复合物。如镁、铈、稀土元素等各自的硫化物，硅的氧化物以及各种氧化物的复合物。有的复合物中还含有氮、铝、碲等元素。有研究人员使用电子探针探查形核基质物质结构，发现它们是双层结构的。内层以钙、镁等的硫化物为主体，尺寸约为整个形核基质物质的1/10，外层呈脊柱状，主体为镁、铝、硅、钛等的氧化物，两层物质之间存在有一定的结晶方位关系。

另外的研究人员使用透射电子显微镜观察热腐蚀试样，看到球状石墨心部存在细小的片状石墨，并与偏振光观察结果做了比较，发现每个球状石墨的心部都存在一个线状或分枝状的暗色物质。这种物质可以在2-3个相距4μm的连续剖面上看到，围绕着核心物质的是三角形肋骨状晶态物质。研究者指出，这种观察到的黑色物质便是片状石墨。接近中心的石墨晶体其（0001）晶面垂直于辐射生长方向，往外则逐渐变成与球体相切的切面。这种位于球状石墨球体心部的片状石墨是普遍存在的。球状石墨的生长起始于这种细小而没有特定形状的片状石墨。

根据对球状石墨心部核心物质的探查结果，可以推断镁、铈等的硫化物和硅的氧化物以及这些物质的复合物是构成球状石墨形核基质的主要物质，这些物质的晶体结构与石墨的晶体结构有一定的晶格匹配关系，碳原子沉积在上面，进一步生长形成石墨结晶核心。需要进一步研究心部的细小片状石墨石墨生长成为球状的直接关系。

为了探讨球状石墨的生长过程，也曾采用辐射图像自动分析仪和电子探针对萃取自球墨铸铁的球状石墨中各元素分布情况进行了探查和分析。其结果如下：

1、球状石墨的含铁量约为片状石墨的10倍。球状石墨的铁磁性远高于片状石墨。此外硅、锰、钛等元素也不同程度地存在于球状石墨中。

2、球化元素铈和镁富集在石墨晶格中。镁在球体断面上均匀分布。铈在球体中心的浓度显著提高，可能与铈的化合物存在有关。球体和金属界面附近没有发现球化元素浓度提高。由于球化元素在奥氏体中的溶解度很低，如果球化元素是由球体外部的金属中转移过来，必然导致这些元素在界面富集。因此，可以间接地判断，球状石墨是由液相中直接析出的。

3、硫、锑、镉、锡、碲等干扰元素的分布与球化元素类似，大部分集中在球状石墨当中。值得注意的是，在片状石墨中可以探查到这些元素部分以原子状态存在，而在球状石墨中则探查不到这种现象。

是柔性石墨。

柔性石墨制品。柔性石墨又称膨胀石墨，是年代开发的一种新的石墨制品。美国研究成功柔性石墨密封材料，解决了原子能阀门泄漏问题，随后德、日、法也开始研制生产。这种产品除具有天然石墨所具有的特性外，还具有特殊的柔性和弹性。因此，是一种理想的密封材料。广泛用于石油化工、原子能等工业领域。国际市场需求量逐年增长。

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，比表面积范围集中在01-1m2/g，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，比表面积范围集中在1-5m2/g，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。

石墨在工业上运用极广，几乎每个行业都会用到。工业上多用的是人造石墨，也就是特种石墨。按其成型的方式可分为以下几种。

1、等静压石墨。也就是很多人叫的三高石墨，但是并不是三高就是等静压。

2、模压石墨

3、挤压石墨，多为电极材料。

其中按石墨的颗粒度分，也可分为：细节构石墨、中粗石墨（一般的颗粒度在08mm左右）、还有就是电极石墨（2-4mm）。

高温高压下改变原子排列，可以使石墨变成金刚石。

金刚石和石墨的化学成分都是碳(C)，称“同素异形体”。从这种称呼可以知道它们具有相同的“质”，但“形”或“性”却不同，且有天壤之别，金刚石是目前最硬的物质，而石墨却是最软的物质之一。

石墨在高温高压的状态下是可以变成金刚石的，但只是吸热是变不成金刚石的。1938年学者罗西尼通过热力学计算，奠定了合成金刚石的理论基础，算出要使石墨变成金刚石，至少要在15000个大气压、摄氏1500度的高温条件下才可以，到50-60年代建成了能达到上述条件的仪器装置。石墨在5-6万大气压（（5-6）×103MPa）及摄氏1000至2000度高温下，再用金属铁、钴、镍等做催化剂，可使石墨转变成金刚石。

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金刚石俗称"金刚钻"。也就是我们常说的钻石的原身，它是一种由碳元素组成的矿物，是自然界由单质元素组成的粒子物质，是碳同素异形体(金刚石，石墨烯，富勒烯，碳纳米管，蓝丝黛尔石等)。

金刚石是目前在地球上发现的众多天然存在中最坚硬的物质，同时金刚石不是只有在地球才有产出，现发现在天体陨落的陨石中也有金刚石的生成态相。

金刚石的用途非常广泛，例如:工艺品和工业中的切割工具。

石墨可以在高温、高压下形成人造金刚石， 也是贵重宝石。中国也拥有制造金刚石的技术 。需要注意，石墨与金刚石物理性质完全不同。

不是同一种东西。

硅化石墨(siliconized graphite)是指在石墨材料表面涂覆碳化硅层而构成的一种复合材料。硅化石墨的硬度实为SiC的硬度，它仅次于金刚石、氮化硼、碳化硼，比碳化钨、三氧化二铝等的硬度高。硅化石墨可用作磷酸，磷胺及氢氟酸等泵的轴承。此外半导体工业中，作为硅外延生长的发热片基体和夹具及制造人造关节、人造心脏瓣膜、人造齿根等。

石墨坩埚，又称熔铜包、熔铜等，是指以石墨、粘土、矽石和腊石为原料烧制而成的一类坩埚。石墨坩埚主要用来熔炼紫铜、黄铜、金、银、锌和铅等有色金属及其合金。

基本介绍 中文名 ：石墨坩埚 外文名 ：graphite crucible 主要原料 ：石墨、碳化矽等 类型 ：天然石墨质和人造石墨质两类 特点 ：耐高温、导热性能强等 学科 ：冶金学 简述,原料配比,类型,生产工艺,特点,养护与保存, 简述 石墨坩埚以天然鳞片石墨为主体原料，以可塑性耐火粘土或炭质为粘结剂加工而成，具有耐高温、导热性能强、抗腐蚀性能好，使用寿命长等特点。在高温使用过程中，热膨胀系数小，对急冷、急热具有一定抗应变性能。对酸性、碱性溶液抗蚀性较强，具有优良的化学稳定性，在熔炼过程中不参与任何化学反应。石墨坩埚内壁平滑，被熔化的金属液体不易渗漏和粘附在坩埚内壁，使金属液体有良好的流动性和浇铸性，适用于各种不同模具浇铸成型。由于石墨坩埚具有以上优良特性，被广泛用于合金工具钢冶炼和有色金属及其合金的冶炼。 原料配比 石墨坩埚的主要原料有石墨、碳化矽、矽石、耐火粘土、沥青和焦油等。 石墨是坩埚生产的主要原料，在配料中占45～55%，以结晶形的鳞片状和针（块）状石墨为佳。我国生产石墨坩埚普遍采用鳞片状中碳石墨，含碳量一般为85～93%。根据坩埚的性能用途、型号规格选择石墨粒度。通常容积在100#以上的大型坩埚，采用32目以上的大鳞片石墨；容积在60#～80#的中型坩埚，采用80目鳞片石墨；容积在50#以下的小型坩埚，采用100目鳞片石墨；手工成型专用异形坩埚采用-100目细鳞片石墨。 耐火粘土主要起可塑成型无机粘结剂的作用。要求粘土成分纯洁，可塑性强，理化性能稳定。并具有较高的耐火度和良好的热效应。 由于坩埚熔炼的物质和使用条件的不同，在生产配料中，各种原料的配合比例不一。应根据坩埚的性能、用途和使用条件合理确定。 类型 石墨坩埚主要用于金属材料的熔融，它分天然石墨质和人造石墨质两类。 1)天然石墨质 它是以天然鳞片状石墨为主要原材料，加入粘土及其它耐火质原料制成的，一般叫做粘土石墨坩埚，而把以沥青为粘结剂的叫做炭素粘结剂型坩埚，单靠粘土的烧结力制成的叫徽粘土粘结剂型坩埚，前者在强度和抗热冲击性方面优越。它用于钢铁、铜、铜合金及其它有色金属的熔解，其大小各式各样，熔融容量从250g到500kg不等。 这类坩埚包括撇渣勺、盖、接合环、坩埚支架和搅拌捧等附属档案。 2)人造石墨质 上述的天然石墨坩埚通常含有50%左右的粘土质矿物，而人造石墨坩埚的杂质（灰分）小于1%，用于精炼高纯度金属，还有经过特殊纯化处理的高纯石墨（灰分<20ppm）。人造石墨坩埚往往用于熔融少量的贵金属和高纯金属或高熔点金属和氧化物等。还可用作为钢铁中气体分析用坩埚。 生产工艺 石墨坩埚的制造工艺可分为手塑成型、旋塑成型和压塑成型三种。坩埚质量的优劣与工艺成型方法有重要关系。成型方法决定坩埚坯体的结构、密度、气孔率和机械强度。 手塑成型用于特殊用途的异型坩埚，不能用旋塑和压塑成型方法的情况下。有些特殊异型坩埚，可采用旋塑与手塑相结合的方法成型。 旋塑成型是以旋罐机带动塑模运转，利用内刀挤塑泥料完成坩埚塑型。 压塑成型是套用油压、水压或气压等压力设备为动能，以钢模为塑具进行坩埚成型。它与旋塑成型法相比，具有工艺简单、生产周期短、成品率与效率高、劳动强度低、成型水分少、坩埚收缩率和气孔率低、产品质量和密度高等优点。 特点 国产石墨坩埚的生产技术水平已经达到甚至超过进口坩埚，优质的国产石墨坩埚具有以下特点： 1、石墨坩埚高的密度使得坩埚具备了最好的导热性能，其导热效果明显优于其他进口坩埚； 2、石墨坩埚外表有特制的釉层和致密的成型材料，大大提高了产品的耐腐蚀性能，延长其使用寿命； 3、石墨坩埚中的石墨成分全部采用天然石墨，导热性非常好。石墨坩埚加热后不可立刻将其置于冷的金属桌面上，以避免它因急剧冷却而破裂。 养护与保存 石墨坩埚应注意防潮。石墨坩埚最怕受潮，受潮后对质量有很大影响，如果使用受潮的坩埚会出现破裂、爆片、掉帮和掉底等现象，造成熔化金属的损失，甚至发生工伤事故。所以石墨坩埚在仓储保管和使用过程中，必须注意防潮。 储存石墨坩埚的库房要干燥通风，并将温度保持在5℃~25℃之间，相对湿度为50～60%，切不可把坩埚放在砖土或水泥地面上储存，以免受潮。散装的石墨坩埚应放在木架上，以离地面25～30cm为宜；以木箱、柳条筐篓或草袋包装的整装件，货垛下面须垫枕木，离地面不低于20cm，在枕木上铺垫一层油毡更利于隔潮。码放一段时期必须倒垛，把下层的倒在上层，最好是上下层相对地倒。倒垛时间间隔不可过长，一般两个月倒垛一次，如果地面潮气不大，可三个月倒垛一次。总之，勤倒垛才能收到好的防潮效果。