一、石墨的結構

石墨每個碳原子的周圍都連接著另外三個碳原子，排列方式是呈現(xiàn)蜂巢式的多個六邊形。屬于六方晶系，具備完整的層狀解理。解理面主要是分子鍵，對于分子的吸引力比較弱，所以它的天然可浮性很好。因為每個碳原子都會放出一個電子，這些電子可以自由移動，所以石墨是屬于導電體。碳原子層的堆積方式主要有兩類，層和層間以范德華力相結合：石墨的一種結構是以ABAB…的順序重復的，這類石墨配備有六方晶系的對稱性，叫作六方石墨，又叫作α-石墨。另一種結構是用ABCABC的順序重復堆積的，這類石墨擁有三方晶系的對稱性，叫作三方石墨，也叫β-石墨。三方石墨的晶胞參數(shù)a=0.3635nm，α=39°3′。

自然界中幾乎是沒有純凈的石墨的，其中常常包含有SiO2、A12O3、FeO、CaO、P2O5、CuO等雜質。這些雜質常常是以石英、黃鐵礦、碳酸鹽等礦物的形式出現(xiàn)。另外，還有水、瀝青、CO2、H2、CH4、N2等氣體部分。

二、石墨的性質

因為石墨的特殊結構，所以其也具備以下特殊性質：

1)耐高溫型：石墨的熔點是3850±50℃，沸點是4250℃，就算是通過超高溫電弧灼燒，重量的損失也特別小，熱膨脹系數(shù)也十分小。石墨強度會隨著溫度的提高而逐漸增強，在2000℃時，石墨強度會提升一倍。

2)導電、導熱性：石墨的導電性比其普通的非金屬礦要高一百倍。導熱性超過鋼、鐵、鉛等金屬材料。導熱系數(shù)會隨著溫度的升高而逐漸降低，就算是在極高的溫度下，石墨也會變成絕熱體。石墨可以導電主要是因為石墨中每個碳原子和其他碳原子只會形成3個共價鍵，每個碳原子依舊保留有1個自由電子來傳輸電荷。

3)潤滑性：石墨的潤滑性能由石墨鱗片的大小所決定，鱗片越大，摩擦系數(shù)就會越小，潤滑性能就會越好。

4)化學穩(wěn)定性：石墨在常溫下具有良好的化學穩(wěn)定性，可以耐酸、耐堿和耐有機溶劑的腐蝕。

5)可塑性：石墨的韌性好，能夠壓制成很薄的薄片。

6)抗熱震性：石墨在常溫下應用時可以承受住溫度的劇烈變化而不會被破壞，在溫度發(fā)生突變時，石墨的體積變化不大，并且不會產(chǎn)生裂紋。