碳素钢丝：碳材料简述

碳材料根据其原子在结构中的排列，有三种同素异形碳，即金刚石、石墨和无定形碳。它们的物理性质、化学性质和用途也各不相同。
1.钻石：自然界目前已知的最坚硬的物质。其晶体结构基本上是面心立方晶格。每个碳原子周围都有四个碳原子。它由共价键连接，强度高。它的莫氏硬度是10。因此，它通常被用作切割、研磨和切割材料。当金刚石中含有微量杂质时，它具有半导体的特性，可用作高温整流器或固体微波器件。天然钻石也是一种珍贵的宝石（钻石钻）。金刚石可分为三种类型：I型、II型和六角形。杂质含量较高，氮含量在0.0025%至0.2%之间。大多数天然钻石都属于这种类型。II型是非常纯的金刚石，结晶完全，含氮量小于0.001%，具有良好的导热性和半导体性能。1%~2%的天然金刚石属于这种类型。非金刚石结构的碳可以通过特殊的人工方法（如超高压、高温法）即人造金刚石转化成金刚石。
2.石墨：碳原子与四配位多面体形成网状层，通过分子键连接形成六角晶圆。石墨是一种特殊的无机非金属材料，它综合了金属和塑料的性能以及一系列其他性能。广泛应用于冶金、化工、电力电子、机械、纺织、原子能等行业。
石墨的使用与其性能密切相关。冶金工业用坩埚具有良好的耐热性和热稳定性，在3600℃时不熔化。
炉内耐火材料等（2）具有良好的导热性和导电性（比不锈钢高4倍），导热性随温度的升高而降低。用于制作电极、刷子、碳棒、换热器、冷却器等（3）具有良好的化学稳定性，能抵抗酸、碱、有机介质的侵蚀。广泛应用于酸碱、石油化工、纺织、造纸等行业的换热器、燃烧塔、反应罐、冷却器、吸收塔、泵和加热器的制造。（4）润滑性能类似二硫化钼，耐磨性好，摩擦系数小于0.1。它可以在-200-2000摄氏度和100米/秒的速度下使用。当用于制造密封圈和轴承时，不需要润滑剂。_可塑性好，可扩展成透明、透气的片材。_它具有良好的中子减速性能，可作为原子反应堆的减速材料。此外，它还可用于固体燃料火箭的喷嘴、航天设备的备件、隔热和防辐射材料。石墨最大的缺点是在高温下容易氧化，需要在保护气氛中使用。
石墨可分为结晶和隐晶质。结晶石墨有两种：致密结晶和鳞片结晶。前者粒径大于0.1mm，含碳量为60%-65%，甚至可达80%-90%，但塑性和浮性较差。鳞片状结晶石墨品位低（3%-5%或10%-25%），但性能良好。隐晶质石墨，又称地球石墨，含碳量可达90%以上，但性能较差。世界上生产的石墨有一半是土状的。苏联拥有最大的石墨矿储量和产量，中国也拥有丰富的石墨资源，主要是规模石墨和隐晶质石墨。由于石墨矿品位不高，需要进行选矿提纯。常用的浮选方法（石墨是疏水的）和重力分离法（石墨相对密度小，1.9-2.3）可使成品含碳量达到90%。有些产品还需要化学净化，使碳含量提高到97%-99%，或高温净化到99.9%。
三。无定形碳：无序排列或形成过小颗粒的碳原子。由煤、天然气、石油或其他有机物在1000℃碳化得到的无定形碳是一种具有大表面积的多孔材料。产品包括炭黑、活性炭等。