天然金剛石是怎樣來的

匿名用戶 | 2017-05-23 08:28

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  • 金剛石： 疏水性：金剛石對水不潤濕,然而容易粘油.這種疏水親油的特征是由金剛石的 sp 3 雜化的非極性鍵的本質決定的.這一特性不僅提示人們可以使用油脂去提取金剛石,而且在制造金剛石磨具時,宜選用親油基團的有機物作為金剛石的潤濕劑. 常溫下的化學穩定性：在常溫下,金剛石對一切酸堿鹽等化學試劑都表現出很強的惰性,王水也不會與它發生化學變化.在加熱情況下（ 1000 ℃以下）,僅有個別氧化劑與之反應.利用金剛石的化學穩定性,可以用酸堿來提純金剛石. 熱穩定性：金剛石在純氧中 600 ℃就開始失去光澤,出現黑色表皮, 700 ～ 800 ℃開始燃燒,生成二氧化碳.人造金剛石在空氣中開始氧化的溫度是 740 ～ 840 ℃,有的產品在 600 ℃就開始氧化.金剛石在空氣中開始燃燒的溫度大約在 850 ～ 1000 ℃.金剛石的熱穩定性與晶體的完整程度以及雜質的含量有關. 金剛石的石墨化現象：在真空或者惰性氣氛中,當加熱到某一高溫時,金剛石就會發生石墨化現象,即發生向石墨的轉變. 1500 ℃的時候能檢驗出表面開始石墨化,隨著溫度的升高,石墨化速度加快,并且在 1700 ℃左右開始整個晶體迅速石墨化.在 2100 ℃時,一顆 0.1 克拉（ 1 克拉＝ 0.2 克）的八面體鉆石在 3 分鐘內全部化為灰燼.當存在哪怕少量氧氣時,石墨化在較低溫度下就開始了.過渡金屬的存在會加速金剛石的石墨化過程. 與過渡金屬的化學作用：一些過渡金屬能夠與金剛石起化學作用,促使金剛石發生解體.這些金屬分為兩類：一類是周期表中的Ⅶ B 族和Ⅷ族的元素,如鐵、鈷、鎳、錳以及鉑系金屬,這些元素在熔融狀態下是碳的溶劑,在磨削高溫下會使金剛石產生溶劑化現象；另一類是容易生成穩定碳化物的金屬,其中包括Ⅳ B 、Ⅴ B 、Ⅵ B 族,例如鎢、釩、鈦等,這些元素易于和金剛石發生結合,生成相應的穩定碳化物.金剛石與過渡金屬的作用是用它加工這些材料時發生粘刀現象的本質,從而也決定了金剛石工具、磨具的使用范圍. 石墨： 石墨是碳質元素結晶礦物,它的結晶格架為六邊形層狀結構,見圖1—1.每一網層間的距離為3.40人,同一網層中碳原子的間距為1．42A.屬六方晶系,具完整的層狀解理.解理面以分子鍵為主,對分子吸引力較弱,故其天然可浮性很好. 石墨質軟,黑灰色；有油膩感,可污染紙張.硬度為1～2,沿垂直方向隨雜質的增加其硬度可增至3～5.比重為1．9～2．3.在隔絕氧氣條件下,其熔點在3000℃以上,是最耐溫的礦物之一. 自然界中純凈的石墨是沒有的,其中往往含有Si02、A1203、Fe0、CaO、P2O5、Cu0等雜質.這些雜質常以石英、黃鐵礦、碳酸鹽等礦物形式出現.此外,還有水、瀝青、CO2、H2、CH4、N2等氣體部分.因此對石墨的分析,除測定固定碳含量外,還必須同時測定揮發分和灰分的含量. 石墨的工藝特性主要決定于它的結晶形態.結晶形態不同的石墨礦物,具有不同的工業價值和用途.工業上,根據結晶形態不同,將天然石墨分為三類. 1．致密結晶狀石墨 致密結晶狀石墨又叫塊狀石墨.此類石墨結晶明顯晶體肉眼可見.顆粒直徑大于0．1毫米.晶體排列雜亂無章,呈致密塊狀構造.這 種：石墨的特點是品位很高,一般含碳量為60～ 65％,有時達80～98％,但其可塑性和滑膩性不 如鱗片石墨好. 2．鱗片石墨 石墨晶體呈鱗片狀；這是在高強度的壓力下變質 而成的,有大鱗片和細鱗片之分.此類石墨礦石的特 點是品位不高,一般在2～3％,或100～25％之 間.是自然界中可浮性最好的礦石之一,經過多磨多 選可得高品位石墨精礦.這類石墨的可浮性、潤滑性、 可塑性均比其他類型石墨優越；因此它的工業價值最 大. 3．隱晶質石墨 隱品質石墨又稱非晶質石墨或土狀石墨,這種石墨的晶體直徑一般小于1微米,是微晶石墨的集合體,只有在電子顯微鏡下才能見到晶形.此類石墨的特點是表面呈土狀,缺乏光澤,潤滑性也差.品位較高.一般的60～80％.少數高達90％以上.礦石可選性較差. 石墨由于其特殊結構,而具有如下特殊性質： 1） 耐高溫型：石墨的熔點為3850±50℃,沸點為4250℃,即使經超高溫電弧灼燒,重量的損失很小,熱膨脹系數也很小.石墨強度隨溫度提高而加強,在2000℃時,石墨強度提高一倍. 2） 導電、導熱性：石墨的導電性比一般非金屬礦高一百倍.導熱性超過鋼、鐵、鉛等金屬材料.導熱系數隨溫度升高而降低,甚至在極高的溫度下,石墨成絕熱體. 3） 潤滑性：石墨的潤滑性能取決于石墨鱗片的大小,鱗片越大,摩擦系數越小,潤滑性能越好. 4） 化學穩定性：石墨在常溫下有良好的化學穩定性,能耐酸、耐堿和耐有機溶劑的腐蝕. 5） 可塑性：石墨的韌性好,可年成很薄的薄片. 6） 抗熱震性：石墨在常溫下使用時能經受住溫度的劇烈變化而不致破壞,溫度突變時,石墨的體積變化不大,不會產生裂紋. C60 C60分子是一種由60個碳原子構成的分子,它形似足球,因此又名足球烯. C60是單純由碳原子結合形成的穩定分子,它具有60個頂點和32個面,其中12個為正五邊形,20個為正六邊形.其相對分子質量約為720. 處于頂點的碳原子與相鄰頂點的碳原子各用sp雜化軌道重疊形成σ鍵,每個碳原子的三個σ鍵分別為一個五邊形的邊和兩個六邊形的邊.碳原子的三個σ鍵不是共平面的,鍵角約為108°或120°,因此整個分子為球狀.每個碳原子用剩下的一個p軌道互相重疊形成一個含60個π電子的閉殼層電子結構,因此在近似球形的笼內和笼外都圍繞著π電子云.分子軌道計算表明,足球烯具有較大的離域能.
    匿名用戶 | 2017-05-23 08:28

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