石墨家族全明星陣容，大公開！

石墨是由碳元素組成，具有良好的導熱性、導電性、耐高溫性、潤滑性等特點，廣泛應用于冶金、機械、電子、化工、航空航天等領域，被歐盟、美國、澳大利亞等國家和地區列為關鍵資源。

從天然形成的鱗片狀、隱晶質石墨，到高純石墨、特種石墨，石墨家族成員繁多、各懷絕技。接下來，就讓我們逐一解鎖“石墨家族”的核心成員，探尋它們的獨特屬性與應用密碼。

天然石墨

天然石墨是黑色帶有光澤、天然產出的石墨質礦物。石墨的結晶形態決定了其工業價值和用途。工業上通常根據石墨結晶片徑大小將天然石墨礦石劃分為晶質石墨礦石和隱晶質石墨礦石兩大類。

全球天然石墨資源豐富，主要分布在中國、巴西、印度、加拿大和莫桑比克等國家。中國是全球最大的天然石墨生產國和出口國，擁有豐富的石墨礦資源，主要分布在黑龍江、內蒙古、山東和湖南等地，占據全球市場的主導地位。

晶質石墨

晶質石墨礦石分為鱗片狀和致密狀兩類。鱗片狀石墨常以單獨的晶體或薄片和葉片狀平行晶體連生體形式產出，其結晶形態通常較好且多呈集合體產出，晶體粒徑一般大于1μm。天然開采的鱗片石墨礦石的品位較低，但是與其他類型的石墨相比，其可浮性、潤滑性和可塑性均更加出色，因而鱗片石墨通常具有更高的經濟價值。

致密結晶狀石墨（塊狀石墨）的含碳量通常在60%–65%左右，少數可達80%以上，可塑性和潤滑性均低于鱗片石墨。

隱晶質石墨

隱晶質石墨亦被稱為微晶石墨或土狀石墨，是由細小的微晶粒構成的致密塊體，其結晶情況肉眼無法辨別，通常需要借助高倍顯微鏡。隱晶質石墨表面呈土狀，光澤感比較低，潤滑性無法與鱗片石墨相比較。但是其品位通常比較高，少數甚至能夠達到90%以上。近些年石墨提純水平不斷提升，隱晶質石墨也逐漸被廣泛應用。

人造石墨

人造石墨通常是指利用優質石油焦、瀝青焦作為骨料，加入煤瀝青作為粘結劑及其他輔料通過一系列高溫石墨化處理獲得的石墨材料。

石墨粉

石墨經過物理或化學加工后得到的粉末狀材料。石墨精粉經過破碎、磨礦、浮選、分級、提純等工藝加工后獲得的純度較高的石墨粉末。

高純石墨

高純石墨指的是含碳量99.9%（部分文獻定義99.99%）以上的石墨。高純石墨具有自潤滑性好、強度大、導電性良好、耐酸耐堿、耐腐蝕、耐高溫、膨脹系數小、化學穩定性優良、密封性能高、結構勻稱致密等特點，廣泛應用于電氣、冶金、國防航天、能源、化工等行業。特別對第三代半導體材料制備、核工業、光伏行業等新興行業起著決定性的關鍵作用，對于我國經濟的影響意義深遠。

膨脹石墨

可膨脹石墨是經特殊處理后遇高溫可瞬間膨脹的石墨。天然鱗片石墨經酸性氧化劑處理后得到的石墨層間化合物被稱為可膨脹石墨或氧化石墨。可膨脹石墨在瞬間高溫（800~1000℃）作用下，內部所含插層物質急劇分解氣化，體積迅速膨脹數十倍至數百倍，形成一種外觀呈蠕蟲狀的物質，被稱為膨脹石墨。

柔性石墨

柔性石墨是以天然鱗片石墨為原料，經插層處理、高溫膨脹、機械壓制等工序制成的可撓性石墨材料。

石墨烯

石墨烯是由單層碳原子以sp2雜化緊密排列而成的二維蜂窩狀晶體材料，是單層石墨烯、雙層石墨烯和少層石墨烯的統稱。石墨烯是目前世界上最薄的納米材料，具有高化學穩定性與熱穩定性、優異的力學性能和電性能等優點，應用前景廣闊。制備石墨烯的主要原材料是高純石墨。

氟化石墨

氟氣與固體碳發生反應制備的石墨插層化合物即是氟化石墨，隨著氟含量的增加，其顏色由黑變灰逐漸變白。目前，氟化石墨的制備工藝方法主要有以下幾種：氣相合成法（又稱高溫法）、固相合成法（又稱低溫法）、催化合成法。

球形石墨

球形石墨是以高碳天然鱗片石墨為原料,通過對石墨表面改性處理，生產出不同粒徑的橢球形的石墨產品。用于負極材料生產的球形石墨要求石墨純度達到99.95%，未經純化的球形石墨純度遠達不到負極材料純度的要求。

等靜壓石墨

等靜壓石墨是通過在高溫高壓條件下將石墨微粉進行等靜壓制備而成的一類材料。廣泛應用于電氣、冶金、核工業等領域，其卓越的導電性能使其在電極材料、導電元件和熱管理系統中扮演著關鍵角色。

石墨坩堝

石墨坩堝是以石墨為主要原料，或與其他原料混合燒制而成的坩堝。在生產碳化硅單晶時，采用物理氣相傳輸法將碳化硅粉料放置在石墨坩堝底部，將碳化硅籽晶放置在坩堝頂部，隨后對石墨坩堝進行加熱，直至達到碳化硅的升華溫度。隨后，碳化硅粉料會逐漸分解為Si蒸汽、Si2C和SiC2等氣相物質，這些物質會在軸向溫度梯度的作用下逐漸升華至坩堝頂部，在坩堝頂部的SiC籽晶表面凝結，就能獲得碳化硅單晶。

特種石墨

特種石墨是指具有高強度、高密度、高純度等特殊性能和用途的石墨制品。主要以石油焦和瀝青焦為原料，在瀝青黏結作用下成型、多次熱處理制成，具有優良的耐高溫性、導電導熱性、潤滑性等。特種石墨可以制備單晶硅和多晶硅的熱場和一些常見的磨具等，也可以制備前沿的石墨烯材料和高純石墨，廣泛用于質量要求較高的冶金、有色金屬、航空航天、軍工、環保、核工程等行業，在新能源汽車、儲能等戰略性新興產業領域也有應用，是高科技行業不可替代的材料之一。

核石墨

核石墨是指用于核工業方面的高純石墨材料，核電級石墨材料被應用在高溫氣冷堆堆芯中：如導管、燃料元件、支撐構件。

核級石墨必須是高純石墨，骨料主要是針狀石油焦與瀝青焦，針狀石油焦灰分低，在高溫下容易石墨化，導熱性能好，線膨脹系數小。在高溫下，瀝青焦獲得的石墨機械強度高。研制自潤滑高強度石墨需要匹配針狀石油焦與瀝青焦比例。核級高純石墨對微量元素控制要求比較高，在隔絕空氣條件下，進行長期間高溫灼燒純化，將雜質去除，降低鹵素和低熔點金屬等微量元素含量。核級高純石墨炭素成型采用等靜壓工藝，將物料置于彈性體模具中，密封嚴密后抽出空氣，維持真空環境，將模具放入等靜壓液壓缸體中，通過各向同液體相同壓力作用于模具，壓力傳遞給炭素材料，坯料致密。

參考來源：
GB/T5463.4—2025.非金屬礦產品詞匯第4部分:石墨
王陸新等.中國天然石墨資源開發利用及管理研究
趙菁.氟化石墨的制備研究進展
袁恒.球形石墨的提純及改性包覆技術研究
侯詩宇.天然石墨的室溫膨化及應用
趙俊通等.特種石墨市場概況及技術進展
紀斌等.高密度等靜壓石墨的制備與微觀結構表征
徐生龍等.半導體制造業用碳化硅制備工藝研究與實踐