天然石墨 (natural graphite)

一种黑色带有光泽、菱形对称的六方晶系的矿物晶体。晶体具有平行六边形片状体叠合的形态，表面通常带有纹理，质软并富滑腻感。石墨的特殊晶体结构，使其具有耐高温，特殊的抗热震性，导热和导电性、润滑性、可塑性、化学稳定性等优良的性能。

简史天然石墨最早在欧洲史前墓地中发现，作为装饰品之用。中世纪的史料称它为绘图用物，中国明代编写的《天工开物》即记载了使用天然石墨加黏土制成熔炼金属用的坩埚，天然石墨还大量使用于生产铅笔的笔芯，中国从20世纪50年代起用天然石墨生产电炭制品。

成因天然石墨是一种非金属矿物，它常与石英、长石等共生组成含石墨的岩石。在地球深处高压作用下，含石墨的岩石沿地隙上升，在接近地球表面压力较低的地方便分解成石墨矿脉，当质量达到了现代工业能利用的程度时，就叫做石墨矿石。根据结晶形态，天然石墨分为显晶石墨和隐晶石墨两类。显晶石墨结晶粗大，破碎后呈鳞片状，俗称鳞片石墨；隐晶石墨的晶形不明显，晶粒小，俗称土状石墨。

显晶石墨的形成方式依地质条件不同而有一定差异．中国的显晶石墨矿属于区域变质矿床，是含有大量有机质的沉积岩，在地层的高温、高压下，经过中、深程度的区域变质作用，炭质气化，在适宜的地质条件下结晶而成。石墨分布在类似花岗岩的岩石中，粒度一般为3mm以下，岩石中石墨含量在3％～10％范围内，个别可达20％。将矿石破碎、磨粉，使石墨颗粒与岩石脱离，然后反复浮选，可得95％以上的精矿。中国山东莱西、平度一带，黑龙江柳毛，内蒙古兴和等地都有显晶石墨矿。显晶石墨有很好的导电性、导热性、润滑性和抗氧化性能，在工业上用做制造电刷、石墨坩埚、润滑剂、铅笔芯和柔性石墨等产品的原料。

隐晶石墨的晶粒很小，平均尺寸为0.11～0.1pm，肉眼难以辨认，这种石墨是由煤田受热力接触变质而生成，保留着煤质外貌和层状结构。矿石为黑色致密块状，有从无烟煤过渡到石墨的特征，石墨含量达60％～88％，最低只有15％。中国湖南郴州和新化、吉林磐石等地的石墨矿属于这一类型。隐晶石墨晶粒小，其性能比显晶石墨差，但用它生产的炭素制品机械强度高，多用于制造电池炭棒、石墨活塞环、石墨密封环、石墨轴衬、电车用电刷、天然石墨电极等产品。在电炭制品生产中，采用显晶石墨的目的是降低制品的电阻率和磨损率；采用隐晶石墨主要是调整制品的硬度。

天然石墨的灰分含量较高，要获得灰分很低的天然石墨，通常先将天然石墨在隔绝空气情况下经2400℃以上的高温精炼，使灰分含量降至1％左右，生产电刷采用精炼后的天然石墨，可提高电刷的润滑性和导电性，降低电刷的磨损率，天然石墨的技术性能数据见表。