石墨是一种碳的同素异形体，具有灰黑色、不透明固体的特点，化学性质稳定，耐腐蚀，且具有良好的导电性和导热性。
石墨是一种碳元素的同素异形体，具有独特的物理和化学性质，它由碳原子以六边形的蜂巢状结构排列而成，每个碳原子与三个其他碳原子通过共价键连接，这种结构使得石墨在许多方面表现出优异的性能，广泛应用于多个领域。
石墨的基本性质
1、化学性质：
石墨的化学性质非常稳定，能够耐酸、碱和有机溶剂的腐蚀。
它在常温下具有良好的化学稳定性，但在高温下可以被强氧化剂如浓硝酸和高锰酸钾氧化。
2、物理性质：
石墨质软，有油腻感，硬度为12，但随杂质含量增加可增至35。
它的熔点在3850±50℃，沸点为4250℃，即使在超高温电弧灼烧下，重量损失也很小。
石墨具有良好的导电性和导热性，其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。
石墨的特殊结构和性能
1、层状结构：
石墨的每一网层间的距离为340pm（皮米），同一网层中碳原子的间距为142pm，这种层状结构使得石墨具有良好的润滑性，因为层与层之间结合力较弱，容易滑动。
石墨的这种层状结构也使其具有良好的可塑性，可以碾成很薄的薄片。
2、导电和导热性：
由于石墨中的每个碳原子与其他碳原子形成共价键，同时保留一个自由电子来传输电荷，这使得石墨成为良好的导体。
石墨的导热系数随温度升高而降低，在极高温度下甚至可以成为绝热体。
3、耐高温性和抗热震性：
石墨的熔点和沸点非常高，即使在高温下也能保持其结构的稳定性。
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，这使其在高温工业中得到广泛应用。
石墨的主要用途
1、耐火材料：
石墨及其制品具有耐高温、高强度的性质，广泛用于冶金工业中的石墨坩埚、炼钢中的钢锭保护剂和冶金炉内衬。
2、导电材料：
在电气工业中，石墨被用来制造电极、电刷、碳棒等，这些应用都依赖于石墨的高导电性。
3、耐磨和润滑材料：
石墨在机械工业中常作为润滑剂，能够在高温、高压条件下工作而不需要润滑油。
石墨的润滑性能取决于其鳞片的大小，鳞片越大，摩擦系数越小。
4、化学稳定性：
经过特殊加工的石墨具有耐腐蚀、导热性好的特点，被广泛用于制作热交换器、反应槽、燃烧塔等设备。
石墨的类型和制备方法
1、天然石墨与人造石墨：
天然石墨来自石墨矿藏，可分为鳞片石墨、土状石墨及块状石墨。
人造石墨则通过易石墨化的石油焦、沥青焦等原料经过一系列工序制成，包括配料、混捏、成型、焙烧、石墨化和机械加工。
2、石墨烯：
石墨烯是单层碳原子片，具有六边形的重复图案，被认为是所有石墨形式的基础。
石墨烯具有优异的光学、电学和力学特性，是未来革命性的材料之一。
石墨作为一种重要的碳材料，因其独特的结构和性质，在多个领域发挥着不可替代的作用，从传统的耐火材料到现代的高科技应用，石墨的潜力无限，未来的发展前景广阔。
