分支機構信息
石墨粉質(zhì)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(zhì)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。常溫下石墨粉的化學性質(zhì)比較穩(wěn)定，不溶于水、稀酸、稀堿和有機溶劑；材料具有耐高溫導電性能，可做耐火材料，導電材料，耐磨潤滑材料。
材料簡介
石墨粉質(zhì)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(zhì)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。常溫下石墨粉的化學性質(zhì)比較穩(wěn)定，不溶于水、稀酸、稀堿和有機溶劑；不同高溫下與氧反應，生成二氧化碳或一氧化碳；在鹵素中只有氟能與單質(zhì)碳直接反應；在加熱下，石墨粉較易被酸氧化；在高溫下，還能與許多金屬反應，生成金屬碳化物，在高溫下可以冶煉金屬。
材料特質(zhì)
石墨粉是化學反應很靈敏的物質(zhì)，在不同的環(huán)境里面他的電阻率都會變，也就是他的電阻值會變，但有一點是不會變的，石墨粉是很好的非金屬導電物質(zhì)之一，只要在絕緣的物體里面保證石墨粉不間斷，像一條細線那樣也會通電的，但是，電阻值是多少，這個數(shù)值也沒一個準確的數(shù)，因為石墨粉的粗細不一樣，用在不同的材料和環(huán)境石墨粉電阻值也會不一樣。石墨由于其特殊結(jié)構，而具有如下特殊性質(zhì)：
1） 耐高溫型：石墨的熔點為3850±50℃，沸點為4250℃，即使經(jīng)超高溫電弧灼燒，重量的損失很小，熱膨脹系數(shù)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(shù)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(shù)越小，潤滑性能越好。
4） 化學穩(wěn)定性：石墨在常溫下有良好的化學穩(wěn)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，可連成很薄的薄片。
6） 抗熱震性：石墨在常溫下使用時能經(jīng)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(chǎn)生裂紋。
應用案例
1、作耐火材料: 石墨及其制品具有耐高溫、高強度的性質(zhì)，在冶金工業(yè)中主要用來制造石墨坩堝，在煉鋼中常用石墨作鋼錠之保護劑，冶金爐的內(nèi)襯。
2、作導電材料: 在電氣工業(yè)上用作制造電極、電刷、碳棒、碳管、水銀正流器的正極，石墨墊圈、電話零件，電視機顯像管的涂層等。
3、作耐磨潤滑材料: 石墨在機械工業(yè)中常作為潤滑劑。潤滑油往往不能在高速、高溫、高壓的條件下使用，而石墨耐磨材料可以在(一) 200~2000 ℃溫度中在很高的滑動速度下，不用潤滑油工作。許多輸送腐蝕介質(zhì)的設備，廣泛采用石墨材料制成活塞杯，密封圈和軸承，它們運轉(zhuǎn)時勿需加入潤滑油。石墨乳也是許多金屬加工(拔絲、拉管)時的良好的潤滑劑。
分類
高純亞微米石墨粒子有著非常廣泛的應用領域：電子信息的顯像管、顯示器制造行業(yè)的黑底導電涂料、由液晶顯示構成的裝置、傳感器及色分解器上采用的感光性黑色涂膜、平板顯示器中彩色液晶等離子三原色境界部分用于提高發(fā)射效果及采色對比度、超細鎢、鉬絲拉制等各種涂料，高級潤滑油及潤滑脂制造業(yè)、高性能蓄電池用泡沫鐵鎳制造業(yè)以及感光膠片等眾多行業(yè)廣泛應用高純亞微米石墨粒子。
高純石墨超微細粉有膠體石墨粉，主要應用于鋼筆專用、粉末冶金專用、潤滑油專用、潤滑脂專用、干電池專用、導電涂料專用、潤滑涂料專用、國防科工委、科研機構的科學研究、民用核電專用、航天航空專用及戰(zhàn)略性電力干擾武器、煙幕屏蔽武器的研制等，我國生產(chǎn)的膠體石墨粉是我國石墨行業(yè)的發(fā)展行業(yè)標兵，部分技術已達國際領先水平。
格蘭粉（密封防粘脂）性能與用途：耐高溫3000攝氏度，耐高壓40KG，用于船舶、飛機、機車、汽車、工程機械及各種大型石油、化工、電業(yè)機械的金屬結(jié)合面、法蘭聯(lián)接部位的密封與防粘。
特種石墨涂料：水基石墨涂料、導電石墨涂料、溶積石墨涂料、內(nèi)外石墨涂料、拉絲石墨涂料、潤滑石墨涂料、玻纖涂料、電視機石墨涂料及特種涂料、各種非金屬材料、納米級材料生產(chǎn)工藝、設計方案。處理各種防腐設備，承接各種防腐設備處理。品種多樣，規(guī)格齊全，產(chǎn)品執(zhí)行《中華人民共和國國家標準》。 專用機械設計制造各種精細化工設備、各種磨機及配方工藝。
用途
工業(yè)
石墨具有良好的化學穩(wěn)定性。經(jīng)過特殊加工的石墨，具有耐腐蝕、導熱性好，滲透率低等特點，就大量用于制作熱交換器，反應槽、凝縮器、燃燒塔、吸收塔、冷卻器、加熱器、過濾器、泵設備。廣泛應用于石油化工、濕法冶金、酸堿生產(chǎn)、合成纖維、造紙等工業(yè)部門，可節(jié)省大量的金屬材料。
作鑄造、翻砂、壓模及高溫冶金材料: 由于石墨的熱膨脹系數(shù)小，而且能耐急冷急熱的變化，可作為玻璃器的鑄模，使用石墨后黑色金屬得到鑄件尺寸精確，表面光潔成品率高，不經(jīng)加工或稍作加工就可使用，因而節(jié)省了大量金屬。生產(chǎn)硬質(zhì)合金等粉末冶金工藝，通常用石墨材料制成壓模和燒結(jié)用的瓷舟。單晶硅的晶體生長坩堝，區(qū)域精煉容器，支架夾具，感應加熱器等都是用高純石墨加工而成的。此外石墨還可作真空冶煉的石墨隔熱板和底座，高溫電阻爐爐管，棒、板、格棚等元件。
石墨還能防止鍋爐結(jié)垢，有關單位試驗表明，在水中加入一定量的石墨粉(每噸水大約用4~5 克)能防止鍋爐表面結(jié)垢。此外石墨涂在金屬煙囪、屋頂、橋梁、管道上可以防腐防銹。
石墨可作鉛筆芯、顏料、拋光劑。石墨經(jīng)過特殊加工以后，可以制作各種特殊材料用于有關工業(yè)部門。
此外，石墨還是輕工業(yè)中玻璃和造紙的磨光劑和防銹劑，是制造鉛筆、墨汁、黑漆、油墨和人造金剛石、鉆石不可缺少的原料。它是一種很好的節(jié)能環(huán)保材料，美國已用它做為汽車電池。隨著現(xiàn)代科學技術和工業(yè)的發(fā)展，石墨的應用領域還在不斷拓寬，已成為高科技領域中新型復合材料的重要原料，在國民經(jīng)濟中具有重要的作用。
國防
用于原子能工業(yè)和國防工業(yè): 石墨具有良好的中子減速劑用于原子反應堆中，鈾一石墨反應堆是應用較多的一種原子反應堆。作為動力用的原子能反應堆中的減速材料應當具有高熔點，穩(wěn)定，耐腐蝕的性能，石墨完全可以滿足上述要求。作為原子反應堆用的石墨純度要求很高，雜質(zhì)含量不應超過幾十個PPM 。特別是其中硼含量應少于0.5PPM 。在國防工業(yè)中還用石墨制造固體燃料火箭的噴嘴，導彈的鼻錐，宇宙航行設備的零件，隔熱材料和防射線材料。
導電原理
一般橡膠是絕緣的，如果需要導電那么就需要添加導電物質(zhì)，石墨粉具有優(yōu)越的導電性和潤滑脫模性。把石墨加工成石墨粉，具有優(yōu)良的潤滑，導電性能，石墨粉的純度越高，導電性能越好。很多特種橡膠制品廠需要導電橡膠，那么用石墨粉添加到橡膠里面可以導電嗎？答案是可以的，但是也有一個問題，石墨粉在橡膠中的比例是多少呢？有的企業(yè)用的比例是不超過30%，這類的是在耐磨橡膠產(chǎn)品上面的，像汽車輪胎等等，也有特種橡膠廠的比例是100%，這樣的才會導電，導電的基本原則是導電體不能中斷，就像一根電線，如果中間斷了那么也就不會通電了，導電橡膠里面的導電石墨粉就是導體，如果石墨粉被絕緣的橡膠隔斷了，那么也就不導電了，所以石墨粉比例少了導電的效果恐怕也不好。
熱傳導
石墨的熱傳導(heat conduction of graphite)
石墨體內(nèi)存在溫度梯度時，熱量從高溫處向低溫處的流動。表征石墨導熱能力的參數(shù)是熱導率。熱導率入是單位時間內(nèi)、單位面積上通過的熱量q(熱流密度)與溫度梯度grad T之間的比例系數(shù)。
q=–λgrad T
(1)式中負號表示熱流方向與溫度梯度方向相反。式(1)常稱為熱傳導的傅里葉定律。假如垂直于x軸方向的截面積為ΔS，材料沿x軸方向溫度梯度為dT/dx，在Δτ時間內(nèi)，沿x軸正方向流過ΔS截面的熱量為ΔQ，在穩(wěn)定傳熱狀態(tài)下，式(1)具有如下的形式：
(2)熱導率的法定單位是W·m·K。對于不穩(wěn)定傳熱過程，即物體內(nèi)各處溫度隨時間而變化。與外界無熱交換，本身存在溫度梯度的物體，隨著時間的推移，溫度梯度會趨于零，即熱端溫度不斷降低和冷端溫度不斷升高，最終達到一致的平衡溫度。在這種不穩(wěn)定傳熱過程中，物體內(nèi)單位面積上溫度隨時問的變化率為：
(3)式中τ為時間，ρ為密度，cp為質(zhì)量定壓熱容。λ/ρcp常稱為石墨的熱擴散率或?qū)叵禂?shù)，常用單位為cm/s。
熱傳導是通過導熱載體的運動來實現(xiàn)的。石墨的導熱載體有電子、聲子(晶格振動波)、光子等。石墨的熱導率可表示為各種導熱載體的貢獻的迭加：
(4)式中vi、li、ci分別為導熱載體i的運動速度、平均自由程和單位體積的比熱容。石墨的各種導熱載體之間又相互作用、相互制約。例如不同頻率的聲子之間互相碰撞、產(chǎn)生散射，聲子與晶界、點陣缺陷和雜質(zhì)之間也產(chǎn)生散射，影響其平均自由程。因此，石墨的熱傳導是一個極為復雜的物理過程。理論上準確預測各種石墨的熱導率數(shù)值及其隨溫度的變化，雖然有過長期的艱苦工作，但僅取得了有限的成績。粗略地說，在常溫和不太高的溫度下(小于2000K)，聲子熱導率占壓倒優(yōu)勢，電子及光子的熱導可以忽略不計。在極低溫度下(小于10K)電子熱導才占有一定的分量。光子熱導要在很高的溫度下(2000K以上)才開始出現(xiàn)。石墨的熱導率隨其電導率的增大而升高(見威德曼·弗朗茲定律)。
晶體石墨
單晶
石墨單晶 純凈的天然鱗片石墨、高定向熱解石墨，這些石墨晶體，缺陷較少而且尺寸較大，一般可認為是較完善的石墨單晶。對這類石墨的熱導有過相當多的研究。在壓應力下，經(jīng)過3000K以上處理的熱解石墨，其體積密度為2.25g/cm，接近單晶的理論密度2.266g/cm，其(002)衍射峰半寬角展只有0.4°(鑲嵌角)，也十分接近于理論值零度。這種石墨的熱導率見表1。這些數(shù)值一般認為可代表單晶石墨的相應數(shù)值。沿兩個主方向的熱導率：沿層面的記為λa，沿垂直于層面的則記為λc。
在常溫下λa比λc大200倍左右。溫度升高，這個比值有所下降，但仍然很大。所以由微晶組成的多晶石墨，其熱導為微晶層面熱導率λa所控制，λc幾乎可不予考慮。天然鱗片石墨的λa在常溫下為280～500W/(m·K)之間，比值λa/λc在3～5之間，可見其晶體的完善程度遠不如高定向熱解石墨。
晶體結(jié)構高度規(guī)整的熱解石墨，La在2000nm以上，由低溫到高溫，其導熱率隨溫度的變化呈鐘罩形，見圖1、圖2。
在溫度遠低于石墨晶體層面熱導的特征溫度θλ下：
λa∝exp(–θλ/bT) (5)
式中b約等于2，θλ有時稱做德拜溫度，但與表征熱容的德拜溫度不同(見炭質(zhì)材料和石墨材料的熱容)。在溫度遠高于θλ時，則有
λa∝T(6)
按式(5)，在低溫下，λa隨溫度T的增高而上升；按式(6)，在高溫下，λa則隨溫度的增高而下降。在低溫和高溫之間，(5)、(6)兩式都起作用，在這兩種作用互相匹敵時，λa達到最大值。這就是形成鐘罩形曲線的原因。
在不太低的溫度下，石墨晶體的導熱載體是聲子，式(3)可簡化為：
λ=γρcVvl (7)式中ρ為密度，cV為質(zhì)量定容熱容，v為聲子傳播速度，l 為聲子兩次散射或碰撞之間的平均自由程，γ為比例系數(shù)。在低溫下，l的大小由晶界散射所制約，l的大小與微晶的尺寸相當。所以λa～T曲線峰值的高度和位置為石墨晶體的尺寸(微晶a向直徑La)所控制。熱解石墨的退火溫度越高，晶體越完善，La隨之增大，因而熱導率λa增高，峰值增大，峰位向低溫側(cè)移動(圖3)。
兩種石墨晶體，晶粒a向直徑分別為La.1和La.2，熱導率峰位分別為Tm.1和Tm.2，這些參數(shù)之間有如下關系：
(8)提供了一種由熱導率數(shù)據(jù)估算La的方法。由這種方法得到的La數(shù)值與由X光衍射法的大體相當。
熱導橢球
晶體兩個主方向的熱導率為λa和λc，沿任一方向Ф的熱導率為λФ，Ф為這一方向與晶軸c的交角，有
λФ=λasinФ+λccosФ (9)
式(9)pT形象地用以長徑為旋轉(zhuǎn)軸的一個旋轉(zhuǎn)橢球來表示(圖4)。橢球的半長徑為λc，半短徑為λa。這一橢球稱為石墨的熱導橢球。在任一方向的熱導率λФ，可由橢球在該方向上的半徑γФ來表示：
λФ=1/γФ(10)
在該方向上的半徑越短，熱導率越大。
層面熱導率理論
石墨晶體熱導率的理論，十分繁雜，依靠計算機的幫助取得了不少進展，但還有不少問題有待進一步的探討。茲僅以無缺陷理想石墨晶體的層面熱導率λa為例，把晶格振動波加以量子化，形象地把振動波稱為聲子，振動波是向量，可稱為波矢。波矢的能量和狀態(tài)是晶體倒易點陣的函數(shù)。整個晶體的倒易點陣可用一個小區(qū)域來代表；這一區(qū)域叫做布里淵區(qū)。只要把聲子在這一區(qū)域內(nèi)的能量和狀態(tài)搞清楚，聲子在整個晶體內(nèi)的情況也就了如指掌了。
石墨晶體的布里淵區(qū)是一個六角棱柱體(圖5)。如果只討論石墨晶體層面的熱導率，作為一種簡化模型，只討論聲子在圖5的正六角形面上的運動情況就夠了。這種二維情況使問題大為簡化，處理較為方便。用n代表波數(shù)，在[nx，ny]平面上，六角形截面的面積，可用一個半徑為nm的圓面來代表，由圖5得出：
(11)
式(11)中a是石墨一個晶格參數(shù)，a=0.246×10cm。nm就是聲子振動的最大波數(shù)，即聲子在單位長度上的振動次數(shù)。聲子運動速度v與波數(shù)n的乘積是聲子的頻率，聲子的能量與頻率成正比。聲子的最大角頻率wm=2πvnm，而2πnm稱為最大角波數(shù)，常記為qm。qm=1.55X10cm。
把聲子的運動情況加以分類，每一類稱為一個聲子分支，每一分支給予一個代號。在布里淵區(qū)的正六角形層面上有好幾個聲子分支，主要的有3個：縱向分支，最大頻率為37THz，速度為vL=2.36×10cm/s；2.TA，橫向分支，最大頻率為25THz，速度為vT=1.59X10cm/s；3.低TA分支，又稱為彎曲振動分支，最大頻率為14THz，速度為vb=0.53×10cm/s。此外還有折疊LA分支、橫向光學分支TO等，這些非主要分支的頻率都低于4THz，而且與其他分支發(fā)生強烈的相互作用，因此小于4THz，即角頻率小于wc=2.5×10S的這些分支，在熱量傳輸中不起什么作用，可以忽略不計。wc稱為聲子角頻率下限。低TA分支的速度與LA、TA相比低很多，也可不予考慮。在這種大為簡化的情況下，只考慮LA、TA這兩個分支，并且只考慮熱導，不涉及熱容。這就是所謂二維聲子氣模型。由此可定義一個德拜速度vD：
(12)由以上列舉的數(shù)據(jù)得到：德拜速度vD=1.86×10cm/s，聲子最大角頻率wm=vDDqm=2.88x10s。
在熱導載體為聲子所壟斷，即在常溫和不太高的溫度下，理想石墨晶體的層面熱導率為λ，則
(13)式中ρ為理想石墨晶體的密度2.266g/cm，γ為格林愛森系數(shù)(見石墨的熱容)，可取γ=2，由此得到
=5.73/T×10 (14)
此式簡捷明了，又顯然為式(6)的T關系提供了理論依據(jù)。由此式算得的熱導率與高度完善的高定向熱解石墨實測數(shù)值的對比見表2。
實測值與理論值大體相適應，由十分簡化的理論模型得到的結(jié)果竟然與實際符合得如此之好。兩者之比平均為0.94，這表明即使如此高度完美的石墨晶體，其完善程度與理想晶體相比仍有不足之處。
多晶石墨
多晶石墨的熱導率為眾多因素所左右：骨料與黏結(jié)劑的種類和配比、成型條件、熱處理溫度等制造工藝有顯著的影響；微晶的尺寸與分布、孔隙的數(shù)量和形狀等結(jié)構因素，其影響尤為突出。不同石墨品種之間，熱導率千差萬別，即使同一種石墨，不同批次之間也有相當大的差異。影響因素雖多，但控制熱導率的基本規(guī)律不變。在以聲子熱導為主的溫度區(qū)界內(nèi)，仍為式(7)所表明的規(guī)律所控制。
多晶石墨由眾多的微晶組成。多晶石墨的熱導通過微晶的層面?zhèn)鬟f(a向熱導)，因為微晶的λa比λc約大兩個數(shù)量級，c向熱導可忽略而不計，如圖6所示。在中等溫度下，微晶的λa主要為兩種散射過程所控制：1.晶界散射所控制的熱導λB，微晶尺寸La越大，λB越大。2.聲子間互相碰撞引起的散射所控制的熱導λu，溫度越高，這種散射越強烈，λu隨溫度的增高而減小。λa、λB、λu之間有如下關系：
1/λa=1/λB+1/λu
(15)在任一方向(x方向)的熱導率λx取決于多晶石墨中微晶的取向和分布。由于熱量傳遞的路徑蜿蜒曲折，微晶之間還可能存在非晶態(tài)及不完善的晶態(tài)炭素物質(zhì)，過渡性炭素物質(zhì)，λx與λa之間的關系中應列入一個校正系數(shù)αx，即：
(16)由理論分析，λu隨溫度的變化數(shù)據(jù)列在表3中。再把不同溫度下熱導率的實測數(shù)據(jù)與理論式(16)比較，即可得到λB和αx。對一種擠壓成型的核石墨PGA和模壓成型的ZTA石墨，其熱導率的實測值與計算值的對比表示在圖7上。
表3 λu隨溫度的變化
熱導率隨溫度而變化的情況，對幾種模壓石墨，分別表示在圖8、圖9上，λ–T曲線都呈鐘罩形。
高熱導石墨
擠壓成型的宇航石墨ATJ–S，密度為1.84g/cm，以及各向同性的細顆粒高密度石墨，密度達2.0g/cmHDG和HDFG(用短纖維增強的HDG)都是高熱導多晶石墨。這些石墨的熱導率隨溫度而變化的情況見圖10。
熱導率與密度
早在19世紀中葉，著名物理學家、電磁波理論的創(chuàng)始人J.C.麥克斯韋(Maxwell)。在其名著《電磁波理論》(1873)中就指出：對含有孔隙的材料，設孔隙是以等徑小球的形狀均勻分散在材料中，材料的傳導率(電導或熱導)，從理論上可由下式計算：
(17)
式中P為孔隙率，λ0為無孔(P=0)時的熱導率。此式具有歷史意義。對于石墨，孔隙并非呈球狀，更非等徑，此式當然不適用。但它表明孔隙率越大(即密度越小)，熱導率越小。這一定性結(jié)論卻正確無誤。一種擠壓成型的、經(jīng)過不同浸漬處理的核石墨，在常溫下，其熱導率λ∥隨孔隙率的變化符合如下關系：
λ∥=λ0exp(–bP) (18)
式中λ0=1280W/(m·K)，為無孔隙時的極限熱導率，常數(shù)b=7.00。
同一類型的石墨，熱導率隨其密度的增大而上升，圖11表示HDFG同性石墨的λ與密度的關系。
熱處理溫度 多晶石墨大多是由焙燒毛坯經(jīng)高溫熱處理制成，熱處理溫度越高，微晶的發(fā)育越完善，La增大，熱導率也隨之增大。用煅后石油針狀焦及中溫煤瀝青，經(jīng)擠壓成型做成的焙燒小棒，經(jīng)不同熱處理(HTT)后，其La的數(shù)值見表4。其軸向熱導率λ∥隨溫度變化的情況見圖12。熱導率的倒數(shù)1/λ稱為熱阻。在不同熱處理溫度下，這種石墨的軸向熱阻1/λ//與其l/La的關系見圖13。也是用石油焦和中溫煤瀝青做成的另一種擠壓石墨，圖14顯示出其λ∥依賴于La的情況。對于一種模壓石墨，其λ⊥與HTT之間的關系見圖15。
熱擴散系數(shù)α 又稱為導溫系數(shù)，α=λ/ρcp。(見式(3))。它表征材料在加熱或冷卻過程中，各部分溫度趨向于一致的能力；是在不穩(wěn)定傳熱過程中，說明溫度變化速度的一個特性參數(shù)。材料的導溫系數(shù)越高，材料內(nèi)部溫度的傳播速度越大，材料內(nèi)的溫差就越小。一種高密度，ρ=1.81g/cm、各向同性細顆粒石墨EK–98，其α隨溫度的變化情況見圖16上。
熱散逸系數(shù)ε 表征石墨材料熱性能的一個綜合參數(shù)，與熱導率密切相關，其定義為：
ε=(λcpρ)(19)
在法定單位制中，ε的單位是WS·m·K，它表征材料表面散熱或吸熱能力的大小。EK–98石墨的熱散逸系數(shù)隨溫度變化情況示于圖17。
熱導異向度 石墨材料的各向異性在熱導上表現(xiàn)為沿平行對稱軸方向的熱導率λ∥與沿垂直方向的熱導率λ⊥的差異上。一般，對擠壓石墨λ∥>λ⊥，把λ∥/λ⊥這一比值稱為熱導異向度；對模壓石墨，λ⊥>λ∥，則把比值λ⊥/λ∥稱為熱導異向度；即異向度最小為1(同向性)。設沿石墨對稱軸oz的取向參數(shù)為Roz，平行與垂直方向的校正參數(shù)為γ∥和γ⊥(見石墨的各向異性)則有：
由于微晶的λc/λa<<1，上兩式可約化為
對很多石墨γ∥≈γ⊥，由(21)得到：
這就是著名的由熱導率數(shù)據(jù)推算取向參數(shù)的表達式。例如，對核石墨PGA，由常規(guī)的X光衍射法測得的R為0.78，由熱導率數(shù)據(jù)得到的則為0.77，兩者符合甚好。
發(fā)展前景
預計未來十年間，只要整個市場足以支撐，礦業(yè)開采和擴充成功的話，石墨粉的產(chǎn)能將繼續(xù)呈增長態(tài)勢。新增的石墨產(chǎn)能，將彌補當前由于工程失誤導致采礦終致而損失的10萬噸鱗片石墨的產(chǎn)能。據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，全球石墨產(chǎn)品研發(fā)將在十大領域展開。同時，在原國家建材局制定的作為世界最大的石墨生產(chǎn)國，近幾年來中國的產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的40%~50%。世界的第二生產(chǎn)國印度，在過去的十多年間，石墨產(chǎn)量占到了15%左右。其他生產(chǎn)國有巴西（7%），墨西哥（6%），朝鮮（占6%）。上述五國的石墨產(chǎn)量總和占到了世界總產(chǎn)量的75%以上。
如果今后世界石墨市場環(huán)境繼續(xù)朝著有利的方向發(fā)展，石墨產(chǎn)量還會增加，尤其是巴西、加拿大、中、印度和墨西哥?？偭坑型黾?20000噸?！笆濉币?guī)劃中提出了石墨深加工的方向的引導下，今后五年我國重點發(fā)展的石墨深加工產(chǎn)品是異型碳、氟化石墨、滲硅石墨、顯像管石墨乳、鋰離子電池、碳材料、燃料電池碳材料等。
此外，我國石墨深加工產(chǎn)品的生產(chǎn)目 前尚有較大空白，開發(fā)工作大有作為。比如，世界上有1000個核電站，我國目 前只有三個，而國家規(guī)劃將建23個，其所用的核純石墨基本上全部依賴進口。
目 前，隨著經(jīng)濟發(fā)展的全球化，全球石墨業(yè)產(chǎn)品研發(fā)將在十大領域展開：
1、高性能密封件及制品，世界有100億美元的交易額，最高檔的核反用石墨產(chǎn)品120萬美元/噸。該產(chǎn)品中有四個關鍵技術，插入技術、膨化硫技術、復合增強技術，成型技術。
2、高性能導電材料，一是做成層間化合物；二是高性能穩(wěn)定性；三是工藝修復性。
3、電池材料。
4、環(huán)保材料。
5、生物材料。
6、隔音隔熱材料。
7、防護安全材料。
8、屏蔽材料。
9、工藝美術材料。
10、催化劑。
材料簡介
石墨粉質(zhì)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(zhì)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。常溫下石墨粉的化學性質(zhì)比較穩(wěn)定，不溶于水、稀酸、稀堿和有機溶劑；不同高溫下與氧反應，生成二氧化碳或一氧化碳；在鹵素中只有氟能與單質(zhì)碳直接反應；在加熱下，石墨粉較易被酸氧化；在高溫下，還能與許多金屬反應，生成金屬碳化物，在高溫下可以冶煉金屬。
材料特質(zhì)
石墨粉是化學反應很靈敏的物質(zhì)，在不同的環(huán)境里面他的電阻率都會變，也就是他的電阻值會變，但有一點是不會變的，石墨粉是很好的非金屬導電物質(zhì)之一，只要在絕緣的物體里面保證石墨粉不間斷，像一條細線那樣也會通電的，但是，電阻值是多少，這個數(shù)值也沒一個準確的數(shù)，因為石墨粉的粗細不一樣，用在不同的材料和環(huán)境石墨粉電阻值也會不一樣。石墨由于其特殊結(jié)構，而具有如下特殊性質(zhì)：
1） 耐高溫型：石墨的熔點為3850±50℃，沸點為4250℃，即使經(jīng)超高溫電弧灼燒，重量的損失很小，熱膨脹系數(shù)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(shù)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(shù)越小，潤滑性能越好。
4） 化學穩(wěn)定性：石墨在常溫下有良好的化學穩(wěn)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，可連成很薄的薄片。
6） 抗熱震性：石墨在常溫下使用時能經(jīng)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(chǎn)生裂紋。
應用案例
1、作耐火材料: 石墨及其制品具有耐高溫、高強度的性質(zhì)，在冶金工業(yè)中主要用來制造石墨坩堝，在煉鋼中常用石墨作鋼錠之保護劑，冶金爐的內(nèi)襯。
2、作導電材料: 在電氣工業(yè)上用作制造電極、電刷、碳棒、碳管、水銀正流器的正極，石墨墊圈、電話零件，電視機顯像管的涂層等。
3、作耐磨潤滑材料: 石墨在機械工業(yè)中常作為潤滑劑。潤滑油往往不能在高速、高溫、高壓的條件下使用，而石墨耐磨材料可以在(一) 200~2000 ℃溫度中在很高的滑動速度下，不用潤滑油工作。許多輸送腐蝕介質(zhì)的設備，廣泛采用石墨材料制成活塞杯，密封圈和軸承，它們運轉(zhuǎn)時勿需加入潤滑油。石墨乳也是許多金屬加工(拔絲、拉管)時的良好的潤滑劑。
分類
高純亞微米石墨粒子有著非常廣泛的應用領域：電子信息的顯像管、顯示器制造行業(yè)的黑底導電涂料、由液晶顯示構成的裝置、傳感器及色分解器上采用的感光性黑色涂膜、平板顯示器中彩色液晶等離子三原色境界部分用于提高發(fā)射效果及采色對比度、超細鎢、鉬絲拉制等各種涂料，高級潤滑油及潤滑脂制造業(yè)、高性能蓄電池用泡沫鐵鎳制造業(yè)以及感光膠片等眾多行業(yè)廣泛應用高純亞微米石墨粒子。
高純石墨超微細粉有膠體石墨粉，主要應用于鋼筆專用、粉末冶金專用、潤滑油專用、潤滑脂專用、干電池專用、導電涂料專用、潤滑涂料專用、國防科工委、科研機構的科學研究、民用核電專用、航天航空專用及戰(zhàn)略性電力干擾武器、煙幕屏蔽武器的研制等，我國生產(chǎn)的膠體石墨粉是我國石墨行業(yè)的發(fā)展行業(yè)標兵，部分技術已達國際領先水平。
格蘭粉（密封防粘脂）性能與用途：耐高溫3000攝氏度，耐高壓40KG，用于船舶、飛機、機車、汽車、工程機械及各種大型石油、化工、電業(yè)機械的金屬結(jié)合面、法蘭聯(lián)接部位的密封與防粘。
特種石墨涂料：水基石墨涂料、導電石墨涂料、溶積石墨涂料、內(nèi)外石墨涂料、拉絲石墨涂料、潤滑石墨涂料、玻纖涂料、電視機石墨涂料及特種涂料、各種非金屬材料、納米級材料生產(chǎn)工藝、設計方案。處理各種防腐設備，承接各種防腐設備處理。品種多樣，規(guī)格齊全，產(chǎn)品執(zhí)行《中華人民共和國國家標準》。 專用機械設計制造各種精細化工設備、各種磨機及配方工藝。
用途
工業(yè)
石墨具有良好的化學穩(wěn)定性。經(jīng)過特殊加工的石墨，具有耐腐蝕、導熱性好，滲透率低等特點，就大量用于制作熱交換器，反應槽、凝縮器、燃燒塔、吸收塔、冷卻器、加熱器、過濾器、泵設備。廣泛應用于石油化工、濕法冶金、酸堿生產(chǎn)、合成纖維、造紙等工業(yè)部門，可節(jié)省大量的金屬材料。
作鑄造、翻砂、壓模及高溫冶金材料: 由于石墨的熱膨脹系數(shù)小，而且能耐急冷急熱的變化，可作為玻璃器的鑄模，使用石墨后黑色金屬得到鑄件尺寸精確，表面光潔成品率高，不經(jīng)加工或稍作加工就可使用，因而節(jié)省了大量金屬。生產(chǎn)硬質(zhì)合金等粉末冶金工藝，通常用石墨材料制成壓模和燒結(jié)用的瓷舟。單晶硅的晶體生長坩堝，區(qū)域精煉容器，支架夾具，感應加熱器等都是用高純石墨加工而成的。此外石墨還可作真空冶煉的石墨隔熱板和底座，高溫電阻爐爐管，棒、板、格棚等元件。
石墨還能防止鍋爐結(jié)垢，有關單位試驗表明，在水中加入一定量的石墨粉(每噸水大約用4~5 克)能防止鍋爐表面結(jié)垢。此外石墨涂在金屬煙囪、屋頂、橋梁、管道上可以防腐防銹。
石墨可作鉛筆芯、顏料、拋光劑。石墨經(jīng)過特殊加工以后，可以制作各種特殊材料用于有關工業(yè)部門。
此外，石墨還是輕工業(yè)中玻璃和造紙的磨光劑和防銹劑，是制造鉛筆、墨汁、黑漆、油墨和人造金剛石、鉆石不可缺少的原料。它是一種很好的節(jié)能環(huán)保材料，美國已用它做為汽車電池。隨著現(xiàn)代科學技術和工業(yè)的發(fā)展，石墨的應用領域還在不斷拓寬，已成為高科技領域中新型復合材料的重要原料，在國民經(jīng)濟中具有重要的作用。
國防
用于原子能工業(yè)和國防工業(yè): 石墨具有良好的中子減速劑用于原子反應堆中，鈾一石墨反應堆是應用較多的一種原子反應堆。作為動力用的原子能反應堆中的減速材料應當具有高熔點，穩(wěn)定，耐腐蝕的性能，石墨完全可以滿足上述要求。作為原子反應堆用的石墨純度要求很高，雜質(zhì)含量不應超過幾十個PPM 。特別是其中硼含量應少于0.5PPM 。在國防工業(yè)中還用石墨制造固體燃料火箭的噴嘴，導彈的鼻錐，宇宙航行設備的零件，隔熱材料和防射線材料。
導電原理
一般橡膠是絕緣的，如果需要導電那么就需要添加導電物質(zhì)，石墨粉具有優(yōu)越的導電性和潤滑脫模性。把石墨加工成石墨粉，具有優(yōu)良的潤滑，導電性能，石墨粉的純度越高，導電性能越好。很多特種橡膠制品廠需要導電橡膠，那么用石墨粉添加到橡膠里面可以導電嗎？答案是可以的，但是也有一個問題，石墨粉在橡膠中的比例是多少呢？有的企業(yè)用的比例是不超過30%，這類的是在耐磨橡膠產(chǎn)品上面的，像汽車輪胎等等，也有特種橡膠廠的比例是100%，這樣的才會導電，導電的基本原則是導電體不能中斷，就像一根電線，如果中間斷了那么也就不會通電了，導電橡膠里面的導電石墨粉就是導體，如果石墨粉被絕緣的橡膠隔斷了，那么也就不導電了，所以石墨粉比例少了導電的效果恐怕也不好。
熱傳導
石墨的熱傳導(heat conduction of graphite)
石墨體內(nèi)存在溫度梯度時，熱量從高溫處向低溫處的流動。表征石墨導熱能力的參數(shù)是熱導率。熱導率入是單位時間內(nèi)、單位面積上通過的熱量q(熱流密度)與溫度梯度grad T之間的比例系數(shù)。
q=–λgrad T
(1)式中負號表示熱流方向與溫度梯度方向相反。式(1)常稱為熱傳導的傅里葉定律。假如垂直于x軸方向的截面積為ΔS，材料沿x軸方向溫度梯度為dT/dx，在Δτ時間內(nèi)，沿x軸正方向流過ΔS截面的熱量為ΔQ，在穩(wěn)定傳熱狀態(tài)下，式(1)具有如下的形式：
(2)熱導率的法定單位是W·m·K。對于不穩(wěn)定傳熱過程，即物體內(nèi)各處溫度隨時間而變化。與外界無熱交換，本身存在溫度梯度的物體，隨著時間的推移，溫度梯度會趨于零，即熱端溫度不斷降低和冷端溫度不斷升高，最終達到一致的平衡溫度。在這種不穩(wěn)定傳熱過程中，物體內(nèi)單位面積上溫度隨時問的變化率為：
(3)式中τ為時間，ρ為密度，cp為質(zhì)量定壓熱容。λ/ρcp常稱為石墨的熱擴散率或?qū)叵禂?shù)，常用單位為cm/s。
熱傳導是通過導熱載體的運動來實現(xiàn)的。石墨的導熱載體有電子、聲子(晶格振動波)、光子等。石墨的熱導率可表示為各種導熱載體的貢獻的迭加：
(4)式中vi、li、ci分別為導熱載體i的運動速度、平均自由程和單位體積的比熱容。石墨的各種導熱載體之間又相互作用、相互制約。例如不同頻率的聲子之間互相碰撞、產(chǎn)生散射，聲子與晶界、點陣缺陷和雜質(zhì)之間也產(chǎn)生散射，影響其平均自由程。因此，石墨的熱傳導是一個極為復雜的物理過程。理論上準確預測各種石墨的熱導率數(shù)值及其隨溫度的變化，雖然有過長期的艱苦工作，但僅取得了有限的成績。粗略地說，在常溫和不太高的溫度下(小于2000K)，聲子熱導率占壓倒優(yōu)勢，電子及光子的熱導可以忽略不計。在極低溫度下(小于10K)電子熱導才占有一定的分量。光子熱導要在很高的溫度下(2000K以上)才開始出現(xiàn)。石墨的熱導率隨其電導率的增大而升高(見威德曼·弗朗茲定律)。
晶體石墨
單晶
石墨單晶 純凈的天然鱗片石墨、高定向熱解石墨，這些石墨晶體，缺陷較少而且尺寸較大，一般可認為是較完善的石墨單晶。對這類石墨的熱導有過相當多的研究。在壓應力下，經(jīng)過3000K以上處理的熱解石墨，其體積密度為2.25g/cm，接近單晶的理論密度2.266g/cm，其(002)衍射峰半寬角展只有0.4°(鑲嵌角)，也十分接近于理論值零度。這種石墨的熱導率見表1。這些數(shù)值一般認為可代表單晶石墨的相應數(shù)值。沿兩個主方向的熱導率：沿層面的記為λa，沿垂直于層面的則記為λc。
在常溫下λa比λc大200倍左右。溫度升高，這個比值有所下降，但仍然很大。所以由微晶組成的多晶石墨，其熱導為微晶層面熱導率λa所控制，λc幾乎可不予考慮。天然鱗片石墨的λa在常溫下為280～500W/(m·K)之間，比值λa/λc在3～5之間，可見其晶體的完善程度遠不如高定向熱解石墨。
晶體結(jié)構高度規(guī)整的熱解石墨，La在2000nm以上，由低溫到高溫，其導熱率隨溫度的變化呈鐘罩形，見圖1、圖2。
在溫度遠低于石墨晶體層面熱導的特征溫度θλ下：
λa∝exp(–θλ/bT) (5)
式中b約等于2，θλ有時稱做德拜溫度，但與表征熱容的德拜溫度不同(見炭質(zhì)材料和石墨材料的熱容)。在溫度遠高于θλ時，則有
λa∝T(6)
按式(5)，在低溫下，λa隨溫度T的增高而上升；按式(6)，在高溫下，λa則隨溫度的增高而下降。在低溫和高溫之間，(5)、(6)兩式都起作用，在這兩種作用互相匹敵時，λa達到最大值。這就是形成鐘罩形曲線的原因。
在不太低的溫度下，石墨晶體的導熱載體是聲子，式(3)可簡化為：
λ=γρcVvl (7)式中ρ為密度，cV為質(zhì)量定容熱容，v為聲子傳播速度，l 為聲子兩次散射或碰撞之間的平均自由程，γ為比例系數(shù)。在低溫下，l的大小由晶界散射所制約，l的大小與微晶的尺寸相當。所以λa～T曲線峰值的高度和位置為石墨晶體的尺寸(微晶a向直徑La)所控制。熱解石墨的退火溫度越高，晶體越完善，La隨之增大，因而熱導率λa增高，峰值增大，峰位向低溫側(cè)移動(圖3)。
兩種石墨晶體，晶粒a向直徑分別為La.1和La.2，熱導率峰位分別為Tm.1和Tm.2，這些參數(shù)之間有如下關系：
(8)提供了一種由熱導率數(shù)據(jù)估算La的方法。由這種方法得到的La數(shù)值與由X光衍射法的大體相當。
熱導橢球
晶體兩個主方向的熱導率為λa和λc，沿任一方向Ф的熱導率為λФ，Ф為這一方向與晶軸c的交角，有
λФ=λasinФ+λccosФ (9)
式(9)pT形象地用以長徑為旋轉(zhuǎn)軸的一個旋轉(zhuǎn)橢球來表示(圖4)。橢球的半長徑為λc，半短徑為λa。這一橢球稱為石墨的熱導橢球。在任一方向的熱導率λФ，可由橢球在該方向上的半徑γФ來表示：
λФ=1/γФ(10)
在該方向上的半徑越短，熱導率越大。
層面熱導率理論
石墨晶體熱導率的理論，十分繁雜，依靠計算機的幫助取得了不少進展，但還有不少問題有待進一步的探討。茲僅以無缺陷理想石墨晶體的層面熱導率λa為例，把晶格振動波加以量子化，形象地把振動波稱為聲子，振動波是向量，可稱為波矢。波矢的能量和狀態(tài)是晶體倒易點陣的函數(shù)。整個晶體的倒易點陣可用一個小區(qū)域來代表；這一區(qū)域叫做布里淵區(qū)。只要把聲子在這一區(qū)域內(nèi)的能量和狀態(tài)搞清楚，聲子在整個晶體內(nèi)的情況也就了如指掌了。
石墨晶體的布里淵區(qū)是一個六角棱柱體(圖5)。如果只討論石墨晶體層面的熱導率，作為一種簡化模型，只討論聲子在圖5的正六角形面上的運動情況就夠了。這種二維情況使問題大為簡化，處理較為方便。用n代表波數(shù)，在[nx，ny]平面上，六角形截面的面積，可用一個半徑為nm的圓面來代表，由圖5得出：
(11)
式(11)中a是石墨一個晶格參數(shù)，a=0.246×10cm。nm就是聲子振動的最大波數(shù)，即聲子在單位長度上的振動次數(shù)。聲子運動速度v與波數(shù)n的乘積是聲子的頻率，聲子的能量與頻率成正比。聲子的最大角頻率wm=2πvnm，而2πnm稱為最大角波數(shù)，常記為qm。qm=1.55X10cm。
把聲子的運動情況加以分類，每一類稱為一個聲子分支，每一分支給予一個代號。在布里淵區(qū)的正六角形層面上有好幾個聲子分支，主要的有3個：縱向分支，最大頻率為37THz，速度為vL=2.36×10cm/s；2.TA，橫向分支，最大頻率為25THz，速度為vT=1.59X10cm/s；3.低TA分支，又稱為彎曲振動分支，最大頻率為14THz，速度為vb=0.53×10cm/s。此外還有折疊LA分支、橫向光學分支TO等，這些非主要分支的頻率都低于4THz，而且與其他分支發(fā)生強烈的相互作用，因此小于4THz，即角頻率小于wc=2.5×10S的這些分支，在熱量傳輸中不起什么作用，可以忽略不計。wc稱為聲子角頻率下限。低TA分支的速度與LA、TA相比低很多，也可不予考慮。在這種大為簡化的情況下，只考慮LA、TA這兩個分支，并且只考慮熱導，不涉及熱容。這就是所謂二維聲子氣模型。由此可定義一個德拜速度vD：
(12)由以上列舉的數(shù)據(jù)得到：德拜速度vD=1.86×10cm/s，聲子最大角頻率wm=vDDqm=2.88x10s。
在熱導載體為聲子所壟斷，即在常溫和不太高的溫度下，理想石墨晶體的層面熱導率為λ，則
(13)式中ρ為理想石墨晶體的密度2.266g/cm，γ為格林愛森系數(shù)(見石墨的熱容)，可取γ=2，由此得到
=5.73/T×10 (14)
此式簡捷明了，又顯然為式(6)的T關系提供了理論依據(jù)。由此式算得的熱導率與高度完善的高定向熱解石墨實測數(shù)值的對比見表2。
實測值與理論值大體相適應，由十分簡化的理論模型得到的結(jié)果竟然與實際符合得如此之好。兩者之比平均為0.94，這表明即使如此高度完美的石墨晶體，其完善程度與理想晶體相比仍有不足之處。
多晶石墨
多晶石墨的熱導率為眾多因素所左右：骨料與黏結(jié)劑的種類和配比、成型條件、熱處理溫度等制造工藝有顯著的影響；微晶的尺寸與分布、孔隙的數(shù)量和形狀等結(jié)構因素，其影響尤為突出。不同石墨品種之間，熱導率千差萬別，即使同一種石墨，不同批次之間也有相當大的差異。影響因素雖多，但控制熱導率的基本規(guī)律不變。在以聲子熱導為主的溫度區(qū)界內(nèi)，仍為式(7)所表明的規(guī)律所控制。
多晶石墨由眾多的微晶組成。多晶石墨的熱導通過微晶的層面?zhèn)鬟f(a向熱導)，因為微晶的λa比λc約大兩個數(shù)量級，c向熱導可忽略而不計，如圖6所示。在中等溫度下，微晶的λa主要為兩種散射過程所控制：1.晶界散射所控制的熱導λB，微晶尺寸La越大，λB越大。2.聲子間互相碰撞引起的散射所控制的熱導λu，溫度越高，這種散射越強烈，λu隨溫度的增高而減小。λa、λB、λu之間有如下關系：
1/λa=1/λB+1/λu
(15)在任一方向(x方向)的熱導率λx取決于多晶石墨中微晶的取向和分布。由于熱量傳遞的路徑蜿蜒曲折，微晶之間還可能存在非晶態(tài)及不完善的晶態(tài)炭素物質(zhì)，過渡性炭素物質(zhì)，λx與λa之間的關系中應列入一個校正系數(shù)αx，即：
(16)由理論分析，λu隨溫度的變化數(shù)據(jù)列在表3中。再把不同溫度下熱導率的實測數(shù)據(jù)與理論式(16)比較，即可得到λB和αx。對一種擠壓成型的核石墨PGA和模壓成型的ZTA石墨，其熱導率的實測值與計算值的對比表示在圖7上。
表3 λu隨溫度的變化
熱導率隨溫度而變化的情況，對幾種模壓石墨，分別表示在圖8、圖9上，λ–T曲線都呈鐘罩形。
高熱導石墨
擠壓成型的宇航石墨ATJ–S，密度為1.84g/cm，以及各向同性的細顆粒高密度石墨，密度達2.0g/cmHDG和HDFG(用短纖維增強的HDG)都是高熱導多晶石墨。這些石墨的熱導率隨溫度而變化的情況見圖10。
熱導率與密度
早在19世紀中葉，著名物理學家、電磁波理論的創(chuàng)始人J.C.麥克斯韋(Maxwell)。在其名著《電磁波理論》(1873)中就指出：對含有孔隙的材料，設孔隙是以等徑小球的形狀均勻分散在材料中，材料的傳導率(電導或熱導)，從理論上可由下式計算：
(17)
式中P為孔隙率，λ0為無孔(P=0)時的熱導率。此式具有歷史意義。對于石墨，孔隙并非呈球狀，更非等徑，此式當然不適用。但它表明孔隙率越大(即密度越小)，熱導率越小。這一定性結(jié)論卻正確無誤。一種擠壓成型的、經(jīng)過不同浸漬處理的核石墨，在常溫下，其熱導率λ∥隨孔隙率的變化符合如下關系：
λ∥=λ0exp(–bP) (18)
式中λ0=1280W/(m·K)，為無孔隙時的極限熱導率，常數(shù)b=7.00。
同一類型的石墨，熱導率隨其密度的增大而上升，圖11表示HDFG同性石墨的λ與密度的關系。
熱處理溫度 多晶石墨大多是由焙燒毛坯經(jīng)高溫熱處理制成，熱處理溫度越高，微晶的發(fā)育越完善，La增大，熱導率也隨之增大。用煅后石油針狀焦及中溫煤瀝青，經(jīng)擠壓成型做成的焙燒小棒，經(jīng)不同熱處理(HTT)后，其La的數(shù)值見表4。其軸向熱導率λ∥隨溫度變化的情況見圖12。熱導率的倒數(shù)1/λ稱為熱阻。在不同熱處理溫度下，這種石墨的軸向熱阻1/λ//與其l/La的關系見圖13。也是用石油焦和中溫煤瀝青做成的另一種擠壓石墨，圖14顯示出其λ∥依賴于La的情況。對于一種模壓石墨，其λ⊥與HTT之間的關系見圖15。
熱擴散系數(shù)α 又稱為導溫系數(shù)，α=λ/ρcp。(見式(3))。它表征材料在加熱或冷卻過程中，各部分溫度趨向于一致的能力；是在不穩(wěn)定傳熱過程中，說明溫度變化速度的一個特性參數(shù)。材料的導溫系數(shù)越高，材料內(nèi)部溫度的傳播速度越大，材料內(nèi)的溫差就越小。一種高密度，ρ=1.81g/cm、各向同性細顆粒石墨EK–98，其α隨溫度的變化情況見圖16上。
熱散逸系數(shù)ε 表征石墨材料熱性能的一個綜合參數(shù)，與熱導率密切相關，其定義為：
ε=(λcpρ)(19)
在法定單位制中，ε的單位是WS·m·K，它表征材料表面散熱或吸熱能力的大小。EK–98石墨的熱散逸系數(shù)隨溫度變化情況示于圖17。
熱導異向度 石墨材料的各向異性在熱導上表現(xiàn)為沿平行對稱軸方向的熱導率λ∥與沿垂直方向的熱導率λ⊥的差異上。一般，對擠壓石墨λ∥>λ⊥，把λ∥/λ⊥這一比值稱為熱導異向度；對模壓石墨，λ⊥>λ∥，則把比值λ⊥/λ∥稱為熱導異向度；即異向度最小為1(同向性)。設沿石墨對稱軸oz的取向參數(shù)為Roz，平行與垂直方向的校正參數(shù)為γ∥和γ⊥(見石墨的各向異性)則有：
由于微晶的λc/λa<<1，上兩式可約化為
對很多石墨γ∥≈γ⊥，由(21)得到：
這就是著名的由熱導率數(shù)據(jù)推算取向參數(shù)的表達式。例如，對核石墨PGA，由常規(guī)的X光衍射法測得的R為0.78，由熱導率數(shù)據(jù)得到的則為0.77，兩者符合甚好。
發(fā)展前景
預計未來十年間，只要整個市場足以支撐，礦業(yè)開采和擴充成功的話，石墨粉的產(chǎn)能將繼續(xù)呈增長態(tài)勢。新增的石墨產(chǎn)能，將彌補當前由于工程失誤導致采礦終致而損失的10萬噸鱗片石墨的產(chǎn)能。據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，全球石墨產(chǎn)品研發(fā)將在十大領域展開。同時，在原國家建材局制定的作為世界最大的石墨生產(chǎn)國，近幾年來中國的產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的40%~50%。世界的第二生產(chǎn)國印度，在過去的十多年間，石墨產(chǎn)量占到了15%左右。其他生產(chǎn)國有巴西（7%），墨西哥（6%），朝鮮（占6%）。上述五國的石墨產(chǎn)量總和占到了世界總產(chǎn)量的75%以上。
如果今后世界石墨市場環(huán)境繼續(xù)朝著有利的方向發(fā)展，石墨產(chǎn)量還會增加，尤其是巴西、加拿大、中、印度和墨西哥?？偭坑型黾?20000噸?！笆濉币?guī)劃中提出了石墨深加工的方向的引導下，今后五年我國重點發(fā)展的石墨深加工產(chǎn)品是異型碳、氟化石墨、滲硅石墨、顯像管石墨乳、鋰離子電池、碳材料、燃料電池碳材料等。
此外，我國石墨深加工產(chǎn)品的生產(chǎn)目 前尚有較大空白，開發(fā)工作大有作為。比如，世界上有1000個核電站，我國目 前只有三個，而國家規(guī)劃將建23個，其所用的核純石墨基本上全部依賴進口。
目 前，隨著經(jīng)濟發(fā)展的全球化，全球石墨業(yè)產(chǎn)品研發(fā)將在十大領域展開：
1、高性能密封件及制品，世界有100億美元的交易額，最高檔的核反用石墨產(chǎn)品120萬美元/噸。該產(chǎn)品中有四個關鍵技術，插入技術、膨化硫技術、復合增強技術，成型技術。
2、高性能導電材料，一是做成層間化合物；二是高性能穩(wěn)定性；三是工藝修復性。
3、電池材料。
4、環(huán)保材料。
5、生物材料。
6、隔音隔熱材料。
7、防護安全材料。
8、屏蔽材料。
9、工藝美術材料。
10、催化劑。