碳素材料carbons
金剛石 是目前所知自然界中最硬的物質(zhì)，其晶體構(gòu)造基本上為面心立方格子，每個碳原子都被周圍四個碳原子所圍繞，以共價鍵相連，強度高，莫氏硬度為10，所以通常用作切削、磨削和切割材料。當(dāng)金剛石中含有微量雜質(zhì)時，有半導(dǎo)體的性能，可以做高溫整流器或固體微波器件等。天然金剛石又是貴重寶石(金剛鉆)。金剛石分為Ⅰ型、Ⅱ型和六方型三種。Ⅰ型的雜質(zhì)含量較高，其中氮的含量在0.0025％～0.2％，絕大多數(shù)天然金剛石屬此型。Ⅱ 型是極純的金剛石，結(jié)晶完整，氮的含量少于0.001％，導(dǎo)熱性良好，具有半導(dǎo)體性能。天然金剛石中1％～2％屬此型。用特殊的人工方法（如超高壓高溫法）可以將非金剛石結(jié)構(gòu)的碳轉(zhuǎn)化為金剛石，即人造金剛石。
石墨 碳原子以四配位多面體組成網(wǎng)層，網(wǎng)層之間以分子鍵聯(lián)結(jié)，形成六方晶片。石墨是特殊的無機非金屬材料，兼有金屬和塑料的性能和其他一系列特性，在冶金、化工、電力和電子、機械、紡織和原子能等工業(yè)部門獲得廣泛應(yīng)用。
石墨的用途與其性質(zhì)密切關(guān)聯(lián)。①耐高溫、熱穩(wěn)定性良好，在3600℃下也不熔化，因此用作冶金工業(yè)中坩堝（見彩圖）、
石墨礦有晶質(zhì)和隱晶質(zhì)之分。晶質(zhì)石墨礦有致密結(jié)晶和鱗片結(jié)晶兩種，前者晶粒大于0.1mm，含碳量在60％～65％，甚至高達(dá)80％～90％，但可塑性、可浮選性差。鱗片結(jié)晶石墨礦的品位雖低（3％～5％或10％～25％），但性能好。隱晶質(zhì)石墨又稱土狀石墨，含碳量可高達(dá)90％以上，但性能差。世界上所產(chǎn)石墨半數(shù)為土狀。蘇聯(lián)是石墨礦儲量和產(chǎn)量最大的國家。中國石墨資源也較豐富，多半是鱗片和隱晶石墨。由于石墨礦品位不高，需經(jīng)選礦和提純，常用的浮選法（石墨為疏水性）和重選法（石墨相對密度小，為1.9～2.3），可使成品中的含碳量達(dá)90％，有些制品還需采用化學(xué)提純，使含碳量提高到97％～99％或高溫提純至99.9％。
無定形碳 碳原子排列無序，或構(gòu)成的晶粒過小。煤、天然氣、石油或其他有機物在1000℃左右碳化得到的無定形碳是多孔材料，其表面積很大。產(chǎn)品有炭黑、活性炭等。
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