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黑龙江省石墨产业专利战略分析报告
黑龙江省石墨产业
专利战略分析报告
北京恒和顿创新科技有限公司
2012年
目录
研究目的、背景与方法
1-1 研究目的
通过专利信息结合相关商业信息分析，掌握石墨矿藏资源、石墨初加工、石墨深加工、终端产品市场状况，分析黑龙江省石墨资源分布、初加工、深加工以及终端产品的技术发展情况，在产业链中的资源地位以及技术地位，为黑龙江省石墨行业的发展提供建议。
1-2 研究背景
1-2-1 石墨矿物分类
自然界中纯净的石墨是没有的，其中往往含有二氧化硅（SiO2）、氧化铝（Al2O3）、氧化亚铁（FeO）、氧化钙（CaO）、五氧化二磷（P2O5）、氧化铜（CuO）等杂质。这些杂质常以石英、黄铁矿、碳酸盐等矿物形式出现。此外，还有水、沥青、二氧化碳（CO2）、氢气（H2）、甲烷（CH4）、氮气（N2）等气体部分。石墨的工艺特性主要决定于它的结晶形态。结晶形态不同的石墨矿物，具有不同的工业价值和用途。工业上将石分为晶质（鳞片状）石墨矿石和隐晶质（土状、微晶）石墨矿石两大类。
鳞片状石墨矿石结晶较好，晶体粒径大于1μm，一般为~，大的可达5~10mm，多呈集合体。矿石品位较低，一般为3~%。伴生的矿物有云母、长石、石英、透、透辉石、石榴石和少量硫铁矿、方解石等，有时还伴有、钒云母等有用组分。鳞片石墨矿石按其所赋存岩石的岩性不同，分片麻岩型、片岩型、透辉岩型、变粒岩型、混合岩型、大理岩型及型等七种，前六种矿石类型产于区域变质成因矿床中，后一种矿石类型则产于
热液成因矿床中。
隐晶质石墨矿石一般呈微晶集合体，晶体粒径小于1μm，只有在电子显微镜下才能观察到其晶形。矿石呈灰黑色、钢灰色，一般光泽暗淡，具有致密块状、土状及层状、页片状构造。隐晶石墨的工艺性能不如鳞片状石墨，工业应用范围也较小，矿石品位一般都较高，但矿石可选性差。矿物成分以石墨为主，伴生有、、及少量、电气石、、方解石等。品位一般为60~80%、灰分为15~22%、挥发分为1~2%、水分为2~7%。
1-2-2 石墨的性质
石墨是碳的结晶矿物之一，非金属，色泽银灰，质软，有油腻感，具有金属光泽。
在石墨晶体中，同层的碳原子以sp2杂化形成，六个碳原子在同一个平面上形成了正六边形的环，伸展成片层结构，对于同一层来说，它是原子晶体。同时由于自由的存在，石墨能导热和导电，这正是金属晶体特征，因此也归类于金属晶体。另外，石墨晶体中层与层之间相隔距离较大，是以结合起来的，即层与层之间属于分子晶体。基于石墨特殊的结构，而具有如下性质：
1）耐高温性：石墨的熔点为3850±50℃，沸点为4250℃，即使经超高温电弧灼烧，重量的损失很小，也很小。石墨强度随温度提高而加强，在2000℃时，石墨强度提高一倍。
2）导电、导热性：石墨的比一般非金属高一百倍。导热性超过钢、铁、铅等。随温度升高而降低，甚至在极高的温度下，石墨成绝热体。
3）润滑性：石墨的润滑性能取决于石墨鳞片的大小，鳞片越大，摩擦系数越小，润滑性能越好。
4）化学稳定性：石墨在常温下有良好的化学稳定性，能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。
5）可塑性：石墨的韧性好，可碾成很薄的透气透光薄片。
6）抗热震性：石墨在常温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏，温度突变时，石墨的变化不大，不会产生裂纹。
1-2-3 石墨的应用
由于石墨拥有金属与非金属的优良性能，在近代工业中用途广泛。
1、作耐火材料：石墨及其制品具有耐高温、高强度的性质，耐火材料包括耐火砖、坩埚、连续铸造粉、铸模芯、铸模洗涤剂和耐高材料。
2、作导电材料：在电气工业上用作制造电极、电刷、碳棒、碳管、水银整流器的正极、石墨垫圈、电话零件、电视机显像管的涂层等。其中，以石墨电极应用最广。
3、作耐磨润滑材料：石墨在***中常作为润滑剂。润滑油往往不能在高速、高温、高压的条件下使用，而石墨耐磨材料可以在200~2000℃温度中并在很高的滑动速度下（100m/s），不用润滑油工作。许多输送腐蚀介质的设备，广泛采用石墨材料制成活塞杯、密封圈和轴承，它们运转时勿需加入润滑油。石墨乳也是许多金属加工（拔丝、拉管）时的良好的润滑剂。
4、作耐腐蚀材料：经过特殊加工的石墨，具有耐腐蚀、