石墨材料的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，因此是一種耐腐蝕材料。但在一定條件下，碳也會(huì)和其他物質(zhì)發(fā)生作用，其主要反應(yīng)有：在高溫下與氧化性氣氛或強(qiáng)氧化性酸中發(fā)生氧化作用；在高溫下熔解于金屬并生成碳化物；生成石墨層間化合物。

 

    在常溫下，炭與各種氣體不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)在350℃左右，無(wú)定形炭即有睨顯的氧化反應(yīng)，石墨在450℃左右也開(kāi)始發(fā)生氧化反應(yīng)。石墨化程度愈高，石墨的晶體結(jié)構(gòu)愈完整，其反應(yīng)活化能大，抗氧化性能好，在800~C以內(nèi)，達(dá)到同一氧化速度的溫度，石墨材料約比炭材料高50～100℃在同一材料內(nèi)，粘結(jié)劑炭有優(yōu)先氧化的傾向，所以氧化反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，骨料顆粒會(huì)發(fā)生脫落。

 

    在較低的溫度下，如空氣供給充足，炭和石墨材料則主要進(jìn)行如下反應(yīng)：C+O2—CO2在較高的溫度下，炭和石墨材料又開(kāi)始發(fā)生如下反應(yīng)：C+1／ZO2一CO赤熱的炭和石墨材料與水蒸氣約在700℃左右開(kāi)始反應(yīng)：C+H2O—CO+H2C+2H2O—C02+2H2赤熱的炭和石墨材料與CO的氧化反應(yīng)在更高的溫度下才能進(jìn)行：C+CO2—2C0炭與氣體之間反應(yīng)應(yīng)屬于氣固反應(yīng)，氧化反應(yīng)速度與當(dāng)時(shí)的反應(yīng)面積大小、材料的氣孔率及氣體壓力等因素有關(guān)，其反應(yīng)速度既取決于表面的化學(xué)反應(yīng)速度，也與氣體分子向材料內(nèi)擴(kuò)散有關(guān)。

 

    若材料的氣孔率高，特別是開(kāi)氣孔率多時(shí)，氣體分子容易擴(kuò)散到材料內(nèi)部，參與反應(yīng)的表面積大，氧化速度就快，當(dāng)使用溫度低時(shí)，氧化反應(yīng)速度不高，氣體分子有足夠的時(shí)間擴(kuò)散到材料內(nèi)部，這時(shí)氧化反應(yīng)速度與材料的氣孔結(jié)構(gòu)及反應(yīng)活性有關(guān)。當(dāng)溫度高于800~C時(shí)化學(xué)反應(yīng)速率快，而氣體分子向材料氣孔內(nèi)擴(kuò)散卻因熱運(yùn)動(dòng)而減慢，氧化反應(yīng)只在表面進(jìn)行，氧化速率受表面氣流速度所支配與材料種類(lèi)關(guān)系較小。

 

    材料所含雜質(zhì)對(duì)氧化反應(yīng)起催化作用，所以高純石墨與普通石墨的氧化性有睨顯差別。(b)碳化物的生成在高溫下碳熔解于Fe、A1、Mo、Cr、Ni、Ti等金屬和B、si等非金屬中生成碳化物。(c)石墨層間化合物的生成石墨的碳原子在其層面內(nèi)是通過(guò)共價(jià)鍵牢固地連接在一起的，而在層間則靠較弱的范德華力結(jié)合。

 

    因此，在石墨的層間插入各種分子、原子、離子而不破壞其二維晶格，僅使層間距增大，可以制成一種石墨特有的化合物稱(chēng)為石墨層間化合物，制造石墨層間化臺(tái)物通常采用天然鱗片石墨為原料。在石墨層間化合物中已得工業(yè)上廣泛應(yīng)用的是柔性石墨。柔性石墨不僅具有自潤(rùn)滑性和耐高溫性，還具有柔韌性、可饒性和壓縮回彈性，可作為精煉爐、高溫爐的絕熱材料，并廣泛用作密封材料。

 

    為了提高柔性石墨的抗氧化性，在柔性石墨中加入硼酸、熱固樹(shù)脂、無(wú)機(jī)物膠體等粘合劑。由此可見(jiàn)，炭素材料在非氧化性介質(zhì)中集耐熱性、導(dǎo)電性于一體，但在氧化性占優(yōu)勢(shì)的環(huán)境中，溫度高于627K就開(kāi)始發(fā)生氧化反應(yīng)，并且隨著溫度的升高，氧化速度加快，結(jié)構(gòu)因此而受到腐蝕、破壞、影響其高溫下的使用。所以，石墨材料的抗氧化保護(hù)問(wèn)題正在受到廣泛重視。

 

    以上就是石墨材料在高溫下發(fā)生的物理化學(xué)變化，希望對(duì)您有所幫助。另外石墨在非氧化性介質(zhì)中是化學(xué)惰性的，具有很好的耐腐蝕性，除了強(qiáng)酸和強(qiáng)氧化性介質(zhì)外，石墨不受其它酸堿鹽的腐蝕、不與任何有機(jī)化合物應(yīng)。如果您還有其他問(wèn)題不妨來(lái)電咨詢，捷誠(chéng)石墨的小編為您服務(wù)（13549365158微信同號(hào)）