石墨碳素基本知识
金刚石、石墨、无定形碳、C60化学基础的知识点
金刚石、石墨、无定形碳、C60化学基础的知识点
金刚石是天然存在的最硬的物质。
纯净的金刚石是一种无色透明的、正八面体形状的.固体，含有杂质的金刚石带棕、黑等颜色。
天然采集到的金刚石并不带闪烁光泽，需要经过仔细琢磨成许多面后，才成为璀璨夺目的装饰品——钻石。
石墨是一种深灰色的有金属光泽而不透明的细鳞片状固体。
石墨是最软的矿物之一。
石墨具有优良的导电性能，可以用来做电极。
通常称为无定形碳的有木炭、焦碳、活性炭、炭黑等。
木炭主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的，活性炭、焦碳、炭黑等也具有类似的构成。
木炭具有吸附作用，这是因为它具有疏松多孔的结构，内部表面积很大，而且跟气体或溶液接触的表面积越大，吸附作用越强。
C60分子是由60个碳原子构成的分子，它形似足球，球面由12个五边形和20个六边形构成。
这种足球状结构的碳分子很稳定。
【金刚石、石墨、无定形碳、C60化学基础的知识点】。
【精品文章】石墨的主要性能特点及应用简介
石墨的主要性能特点及应用简介
石墨名字来源于希腊文“graphein”，
意为“用来写”。
由德国化学家和矿物学家A. G. Werner 于1789命名。
石墨是元素碳的一种同素异形体，每个碳原子的周边连结着另外三个碳原子（排列方式呈蜂巢式的多个六边形）以共价键结合，构成共价分子。
石墨是碳质元素结晶
矿物，它的结晶格架为六边形层状结构。
每一网层间的距离为340pm，同一网层中碳原子的间距为142pm;。
属六方晶系，具完整的层状解理。
解理面以分
子键为主，对分子吸引力较弱，故其天然可浮性很好。
由于每个碳原子均会放出一个电子，那些电子能够自由移动，因此石墨属于导电体。
需要提及的是，石墨与金刚石、碳60、碳纳米管等都是碳元素的单质，它们互为同素异形体。
石墨主要性能特点
1、耐高温性：石墨的熔点为3850±50℃，沸点为4250℃，即使经超高温。
石墨 碳碳键键能-概述说明以及解释
石墨碳碳键键能-概述说明以及解释1.引言1.1 概述石墨是一种由碳原子构成的二维晶体结构，具有特殊的物理和化学性质。
它的结构由大量的碳原子层叠排列而成，形成了多层的类似于网状的结构。
每个碳原子与周围三个碳原子形成共面的三角形，通过共享电子形成了稳定的碳碳键。
石墨的特殊结构赋予其一些独特的性质。
首先，石墨具有良好的导电性和导热性，这是由于电子在其平面层间自由传导和热量在平面中的快速传递。
其次，由于碳原子层间的相互作用较弱，石墨具有良好的润滑性和可脱层性，而且具有相对较高的硬度和强度。
此外，石墨还具有高温抗氧化性和化学稳定性，可以在极端环境下保持其结构和性质。
碳碳键作为石墨中碳原子之间的连接，具有独特的性质。
碳碳键是一种共价键，由碳原子之间的电子共享形成。
碳碳键的强度和稳定性使得石墨具有坚固的结构和特殊的物理性质。
碳碳键具有较短的键长和较高的键能，这使得石墨具有很高的熔点和热稳定性。
总之，石墨和碳碳键是相互紧密联系的。
石墨的特殊结构和性质是由碳碳键的存在和形成决定的。
石墨和碳碳键具有重要的科学和工程应用价值，在材料科学、电子器件、能源储存等领域具有广泛的应用前景。
本文将深入探讨石墨和碳碳键的结构、性质、重要性以及应用前景，以期能为相关研究提供一定的参考和启发。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将分为引言、正文和结论三个部分，如下所述：引言部分将对石墨和碳碳键进行概述，介绍它们的结构、性质以及重要性。
同时，也会说明本文的目的和意义，为读者提供整个文章的背景和框架。
正文部分将进一步详细介绍石墨的结构和性质，包括其由层状结构组成，具备的特殊物理和化学性质，以及其在各个领域中的应用。
接着，会详细讨论碳碳键的形成过程和特点，解释为什么碳碳键在碳材料中无比重要，并探讨碳碳键的特殊性质对其应用的影响。
结论部分将总结石墨和碳碳键的重要性，并探讨它们在未来的应用前景。
通过分析这些结构和键的特点，我们可以深入理解它们在材料科学、电子学、催化化学等领域中的潜在应用价值。
石墨行业知识点总结图
石墨行业知识点总结图一、石墨的性质1. 物理性质：石墨的晶体结构呈层状，层与层之间有很好的滑动性，因此石墨具有良好的润滑性。
此外，石墨还具有良好的导电性和耐热性，是一种优良的导电材料和耐热材料。
2. 化学性质：石墨是一种惰性材料，具有很高的化学稳定性。
在常温下，石墨与酸、碱、盐等化学物质都不起反应。
二、石墨的生产工艺1. 矿石选矿：石墨主要存在于片状石墨和结晶石墨两种形态，通过采矿和选矿过程将石墨矿石提纯。
2. 碳化石墨：通过高温处理，将石墨矿石中的有机杂质转化为碳，从而提高石墨的纯度和导电性。
3. 加工成型：将碳化后的石墨粉末进行成型、烧结等工艺过程，得到成品石墨制品。
三、石墨的应用领域1. 电池材料：石墨在锂离子电池中作为负极材料使用，具有很高的导电性和循环稳定性，可以提高电池的性能和使用寿命。
2. 润滑剂：石墨作为固体润滑剂，广泛应用于机械设备的润滑和减摩领域。
3.耐热材料：石墨具有很高的耐热性和导热性，被用于制造高温材料和耐火材料。
4. 其他领域：石墨还被用于制造领域、化工领域、航天航空领域等多个领域。
四、石墨行业的市场现状1. 产业发展：全球石墨行业呈现出快速增长的态势，主要受到新能源、电子电器、航天航空等行业的需求推动。
2. 市场供需：石墨产品的供需关系紧张，尤其是高纯度、高性能的石墨产品供不应求。
3. 国内外市场：中国是全球最大的石墨生产和消费国家，国内石墨行业市场规模不断扩大，但与国际先进水平仍存在一定差距。
总的来说，石墨作为一种重要的工业原材料，在多个领域都有着广泛的应用和巨大的市场需求。
随着科技的不断进步和产业结构的升级，石墨行业也将不断发展壮大，为推动经济发展和提高生产效率发挥着重要作用。
石墨的基础知识
石墨基础知识1.概述1.1两大类别的石墨本报告，是在围绕半导体、光伏产业用（即电子工程用）石墨制品的品种、生产制造过程、产品性能、生产厂家、具体应用领域情况、市场规模及发展趋势等方面做的行业调研的基础上编写的。
石墨（g r a p h i t e）材料的来源分为天然石墨和人造石墨两类。
尽管天然石墨优异的理化性能使之在各个科技工程领域受到重视和广泛的应用，但是天然石墨的粉体形态使其应用受到了很大限制，因此发展出人造石墨，成为一项具有广阔市场前景的重要任务。
本报告所涉及、调研的半导体、光伏产业用石墨制品，主要就是由人造石墨材料作为原料制出的。
天然石墨最常见于变质岩中，是有机碳物质变质形成的，煤层经热变质也可形成石墨。
有些火成岩中也可出现少量石墨。
天然石墨外形一般为鳞片状或颗粒状的粉体。
自然界中纯净的石墨是没有的。
它往往含有S i02、A l203、F e0、C a O、P2O5、C u0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、C O2、H2、C H4、N2等气体部分。
天然石墨的结晶形态不同的石墨矿物，具有不同的工业价值和用途。
可将工业应用的天然石墨根据结晶形态不同分为三类，即致密结晶状石墨、鳞片石墨、隐晶质石墨。
我国具有丰富的天然石墨资源，特别是晶质的鳞片石墨，储量、产量以及国际贸易量均居世界首位，堪称石墨大国。
世界已探明的晶质石墨储量2.3亿t，我国占有1.7亿t，世界远景储量7亿t,我国为4亿t。
目前产业界内大量使用的成形石墨都是人造石墨（S y n t h e t i c G r a p h i t e，日文：“人造黑铅”）材料。
人造石墨是其石油焦、煤类、硬沥青焦等为主要原料，经过3000℃左右高温石墨化，再添加特种添加剂制成制作石墨制品的原材料。
因天然石墨的粉体形态使其应用受到很大限制，因此发展出人造石墨制品及相关产业成为今后重要方面。
1.2石墨在工业领域的广泛应用石墨有广阔的应用市场，它在许多工业领域中得到应用。
天然石墨简介演示
石墨材料具有优异的耐油、耐酸 碱等性能，可用于制造密封件、 填料等化工设备组件，确保设备 的安全运行。
其他领域中的应用
01 航空航天
石墨材料具有轻质、高强等特点，可用于制造航 空航天领域的结构件、热防护材料等。
02 体育器材
石墨材料可制成高性能的滑板、雪橇等体育器材 ，提高运动员的比赛成绩。
03 化学性质
石墨在常温下化学性质稳定，但在高温下能与氧 气等反应。
石墨的自然产出和分布
自然产出
石墨主要由碳质岩石经过高温高压的地质作用形成，常 出现在变质岩和火成岩中。
分布
石墨矿藏分布广泛，主要在亚洲、欧洲和北美洲。中国 、印度、巴西等国家是石墨的主要产出国。
石墨的类型和等级
类型
根据石墨的结晶形态和产地，可分为天然鳞片石墨、天然微晶石墨和人造石墨等。
天然石墨简介演示
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目录
• 石墨的基本概述 • 石墨的应用领域 • 石墨的市场情况 • 石墨的环保与可持续发展 • 典型石墨产品介绍
01
石墨的基本概述
石墨的定义和性质
01 定义
石墨是碳元素的一种晶体形态，是自然界中存在 的天然矿物。
02 物理性质
石墨呈黑色，具有滑腻感，不透明，具有良好的 导电和导热性能。
能源领域中的应用
核石墨
石墨具有中子减速性能，可作为核反应堆中的慢 化剂，用于制造核石墨棒、核石墨板等核反应堆 组件。
锂离子电池
石墨材料可作为锂离子电池的负极材料，具有高 能量密度、长循环寿命等优点，在移动电源、电 动汽车等领域得到广泛应用。
化工领域中的应用
石墨乳剂
石墨经过研磨、分散等处理后， 可制成石墨乳剂，用于制造涂料 、油漆等产品，提高产品的耐磨 、耐腐蚀等性能。
“碳”的21世纪——石墨
“碳”的21世纪——石墨随着半导体和光伏产业的迅速发展，在21世纪，我们找到了更好的硅替代品——石墨。
石墨的传统应用领域石墨是重要的战略矿物，具有金属和非金属两种特性：比如石墨的金属特性是热电的良好导体，非金属特性是耐高温，具有高热稳定性、化学惰性和润滑性，其用途十分广泛。
目前，各国主要应用领域有：1 耐火材料在冶金工业中，作耐火材料，用作钢锭保护剂。
由于石墨及其制品具有耐高温、强度高的性质，在冶金工业中用来制造石墨坩埚，炼钢炉衬里、保护渣及连铸等。
2 冶金铸造工业钢铁和铸造：石墨用于炼钢工业的增碳剂。
在铸造方面，石墨用于铸造、翻砂、压模材料：由于石墨的热膨胀系数小，使用石墨作铸模涂料，使铸件尺寸精确，表面光洁，减少铸件的裂纹和孔隙，成品率高。
另外，石墨用于生产粉末冶金、超硬合金；生产碳素制品等。
3 化学工业石墨具有良好的化学稳定性。
经过特殊加工的石墨，具有耐腐蚀、导热性好、渗透率低等特点，利用石墨制作石墨管道，可以保证化学反应正常进行，可以满足制造高纯化学物品的需要。
4 电气电子工业用于生产微粉石墨电极、电刷、电池、锂电池、燃料电池的正极导电材料、阳极板、电棒、碳管、石墨垫圈、电话零件、整流器的正极、电磁屏蔽的导电塑料、换热器元件以及电视机显像管的涂层等。
其中以石墨电极应用最广，用于冶炼各种合金；此外，石墨用于电解金属镁、铝等的电解槽的阴极。
目前氟化石墨大量用于高能电池材料，特别是CF0.5-0.99的氟化石墨最适合做高能电池的阳极材料，并使电池小型化。
我国已经引进显像管石墨乳和柔性石墨纸生产线；而且近年来，在石墨深加工、微粉石墨、氟化石墨和超微细石墨的生产及石墨制品方面有了很大进展。
5 原子能、宇航和国防工业石墨具有高熔点、稳定、耐腐蚀以及良好的抗α—射线和使中子减速性能，用于核工业方面的石墨材料叫核石墨。
有原子反应堆用中子减速剂、反射剂、生产同位素用的热柱石墨、高温气冷堆用的球状石墨、核反应堆热构件密封垫片和堆体砌块等。
3099石墨及碳素制品制造行业系数手册
3099石墨及碳素制品制造行业系数手册3099石墨及碳素制品制造行业系数手册1. 介绍作为一种重要的材料，石墨及碳素制品在各大工业领域中发挥着重要作用。
石墨和碳素制品具有优异的导电、导热、化学稳定性和高强度等特性，广泛应用于电子、航天、能源、化工等行业。
本篇文章将对3099石墨及碳素制品制造行业进行深度评估和综合分析，以帮助读者更好地了解该行业的发展状况和趋势。
2. 石墨及碳素制品的基本概念与特性石墨及碳素制品是由碳元素组成的材料，区别在于其微观晶体结构和制备工艺。
石墨具有层状结构，层与层之间通过松散的范德华力连接，形成具有天然滑润性的特点。
而碳素制品则通过热解、压制和石墨化等工艺制备而成，具有更高的碳含量和石墨晶体结构，从而获得更好的导电性和强度。
3. 石墨及碳素制品的应用领域石墨及碳素制品在各行业中均有广泛应用。
在电子领域，石墨及碳素电极被广泛应用于电池、超级电容器和燃料电池等能源存储设备中，其高导电性和化学稳定性使其成为理想的电极材料。
在航天领域，石墨及碳素制品也常见于制造航天器的热控制结构，其导热和耐高温性能使其可以有效地分散和释放热量，保障航天器的正常运行。
石墨及碳素制品还广泛应用于化工、冶金等领域，例如在石油化工过程中作为催化剂载体或催化剂本身，以及在高温炉内用作保温材料等。
4. 3099石墨及碳素制品制造行业的发展现状3099石墨及碳素制品制造行业是一个新兴的行业，近年来发展迅速。
随着合成石墨技术和石墨化工艺的不断进步，石墨及碳素制品的品种和性能逐渐丰富和提高。
2019年，中国石墨及碳素制品行业的总产量达到3099吨，行业总产值超过100亿元。
这一数字反映了行业的快速增长和广阔的市场潜力。
5. 3099石墨及碳素制品制造行业的发展趋势在未来几年内，3099石墨及碳素制品制造行业将面临着许多机遇和挑战。
随着新能源产业的快速发展，对石墨及碳素电极等材料的需求将进一步增加，行业有望继续保持较高速度的增长。
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关于碳和石墨材料简介前述：工业材料分为金属材料和非金属材料。
金属材料具有以下5个特点：1）：是结晶体2）：是电的良导体3）：是热的良导体4）：具有延展性5）：研磨后能全反射光线其中不能满足任何一个条件的就属于非金属材料石墨材料不具有上述第四点，因而属于非金属材料。
石墨材料是具有金属材料特性及陶瓷特性的一种特殊材料，是一种非常重要的工业材料。
石墨材料根据成型方法可分为：1）：各向异性石墨2）：各向同性石墨在这里主要阐述除制钢、电机用碳刷等各向异性石墨材料外，被广泛用于冶金、机械、电机、核能、电加工、半导体、及宇宙开发上的各向同性----等方性石墨的性质、制造方法和用途。
一: 碳、石墨及相关延伸产品：1: 碳* 碳是自然界分布最普遍的元素之一，也是构成地球上一切生命体最重要的元素。
以碳元素为主要构成的有机高分子材料，包括塑料、橡胶和纤维等，已发展成为材料学三个主要学科方向之一。
而以碳元素本身，通过不同结构、组合，也形成一个独特的无机非金属材料世界。
* 碳原子间不仅能够以sp3杂化轨道形成单键，还能以sp2及sp杂化轨道形成稳定的双键和叁键，因此，除了自然界存在多种同素异形体的碳材料外，科学家们通过实验还合成了许许多多结构和性质完全不同的碳材料，如人们熟悉的金刚石和石墨，以及近年来发现的卡宾（Carbyne）、C60为代表的富勒烯以及碳纳米粉体、管材、线材等。
这些新型碳材料的特性几乎可涵盖地球上所有物质的性质甚至相对立的两种性质，如从最硬到极软、全吸光－全透光、绝缘体－半导体－高导体、绝热－良导热、高铁磁体、高临界温度的超导体等。
* 碳，大量存在于各种物体中，是一种具有多种多样性质的重要物质，也算是有机化合物，是生物体的基本组成成分，到目前为止，在已确认的超过100万以上的化合物中，90%以上都含有碳的成分。
* 碳在结晶构造上有2种同素异形体：1）：石墨(六方晶体)，2）：金刚石(正方晶体)，都用”C”来表示起原子符号。
碳及石墨的构造变态如图所示：* 石墨内部的碳原子呈层状排列，一个碳原子周围只有3个碳原子与其相连，碳与碳组成了六边形的环状，无限多的六边形组成了一层。
层与层之间联系力非常弱，而层内三个碳原子联系很牢，因此受力后层间就很容易滑动，这就是石墨很软能写字的原因。
* 石墨最常见于变质岩中，是有机碳物质变质形成的，煤层经热变质也可形成石墨。
有些火成岩中也可出现少量石墨。
石墨可用于制造电极、润滑剂、铅笔芯、原子反应堆中的中子减速剂等，也可以用作坩埚以及合成金刚石的原料。
* 石墨晶体是层状平面结构，在石墨晶体的每个层上，碳原子最外层4个电子中有3个跟相邻的碳原子以共价键相连，并在二维空间里无限伸展，形成层状。
还有1个电子容易释出，成为类似金属晶体中的自由电子，在层的表面能自由移动。
层和层之间的距离比较远，中间没有化学键，相互作用比较弱。
石墨的应用3: 金刚石* 提到碳元素，人们最先想到的通常是石墨和金刚石。
金刚石和石墨的化学成分都是碳(C)，但是它们的结构和性能却完全不同，科学家们称这种同质多像变体为“同素异形体”。
金刚石是目前最硬的物质，而石墨却是最软的物质之一。
大家都知道铅笔芯就是用石墨粉和粘土配制而成的，石墨粉含量多笔芯就软，用“B“表示，粘土掺多了则硬，用“H”表示。
矿物学家用摩氏硬度来表示相对硬度，金刚石为10，（即金刚石成为摩氏硬度的基准）而石墨的摩氏硬度只有1。
它们的硬度差别之所以这么大，关键在于它们的内部结构存在很大差异。
* 金刚石内部的碳原子呈“骨架”状三维空间排列，一个碳原子周围有4个碳原子相连，因此在三维空间形成了一个骨架状，这种结构在各个方向联系力均匀，联结力很强，因此金刚石具有高硬度的特性。
* 天然金刚石是一种珍稀矿物，是宝石之王，因为它是世界上最硬的天然材料。
有趣的是，既然金刚石是由碳元素组成，而碳在自然界是如此的丰富和廉价，为什么不点石成金？长期以来，人工合成金刚石一直是人类的梦想。
自从1954年美国GE公司研制成功了世界上第一颗人造金刚石以来，人造金刚石及其工业制品已经发展成一个应用领域十分广泛的行业。
目前，世界工业用金刚石产量约15亿克拉，其应用几乎涉及国计民生的各个领域，小到家庭装修，大到微电子及航空航天等高技术领域。
比如，金刚石在光学玻璃冷加工、地质钻探、陶瓷、汽车零件等机械加工、金属拉丝等方面引起了革命性的工艺改革，使加工效率、加工精度几十倍甚至上百倍的提高。
金刚石结构金刚石的应用* 人工合成时将石墨放在CO或Ni的催化剂中加以数万个大气压，在1500℃下加热处理得到。
4: 无定形碳* 无定形碳如石墨具有一样的结晶构造。
由于结晶很微小，故其集合状态成不规则状态。
无定形碳是将有机物碳化（或焦炭化）再通过热分解得到。
工业上从煤炭石油中得到焦炭，从天然气中得到炭黑。
5: 碳纤维* 碳纤维是一种主要由碳元素组成的特种纤维，其含碳量随种类不同而异，一般在90%以上。
碳纤维具有碳素材料的特性，如耐高温、耐磨擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料不同的是，其外形有显著的各项异性、柔软、可加工成各种织物，沿纤维方向表现出很高的强度。
碳纤维比重小，有很高的比强度。
碳纤维是由含碳量较高、在热处理过程中不熔融的人造化学纤维，经热稳定氧化处理、碳化处理及石墨化等工艺制成的。
碳纤维应用增长趋势*碳纤维的主要用途是与树脂、金属、陶瓷等基体复合，做成结构材料。
碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度、比模量综合指标，在现有结构材料中是最高的。
碳纤维复合材料在高温条件下以及对材料强度、刚度、重量、疲劳度等有苛刻要求的应用领域具有很强的优势。
碳纤维及其复合材料是50年代初应火箭、宇航及航空等尖端科学技术的需要而发展起来的，在航空航天领域有着极其重要的应用。
此外，还广泛应用于体育器械、纺织、化工机械及医学领域。
*由碳纤维和环氧树脂结合而成的复合材料，由于其比重小、刚性好和强度高而成为一种先进的航空航天材料。
因为航天飞行器的重量每减少1公斤，就可使运载火箭减轻500公斤。
同样，飞机重量的减轻也可以减少油耗，提高航速。
比如，有一种垂直起落战斗机，它所用的碳纤维复合材料已占全机重量的1/4，占机翼重量的1/3。
据报道，美国航天飞机上3级火箭推进器的关键部件以及先进的MX导弹发射管等，都是用先进的碳纤维复合材料制成的。
6: 富勒烯C 60* 1985年，美国化学家史莫利与英国化学家科尔托利用激光照射石墨，使其蒸发而成碳灰。
质谱分析发现，这些碳灰中含有两种不明物质，其分子量分别为碳的60倍与70倍，故将它们分别命名为 C 60与C 70。
C 60中20个正六边形和12个正五边形构成圆球形结构，共有60个顶点，分别由60个碳原子所占有，经证实它们属于碳的第三种同素异形体，命名为富勒烯(Fullerene)。
* C 60本身是不导电的绝缘体，但当碱金属原子嵌人C 60分子的空隙后，C 60与碱金属形成的系列化合物就成为超导体，如K3 C 60。
这种超导体具有很高的超导临界温度。
与氧化物超导体比较，C 60系列超导体具有完美的三维超导性，电流密度大，稳定性高，易于展成线材等优点，是一类极具价值的新型超导材料。
* 与超导性一样，铁磁性是物质世界的另一种奇特性质。
C 60和有机分子作用可形成不含金属的软铁磁性材料，其居里温度为16.1K ，高于迄今报道的其它有机分子铁磁体的居里温度。
由于有机铁磁体在磁性记忆材料中有重要应用价值，因此研究和开发C 60有机铁磁体，特别是以廉价的碳材料制成磁铁替代价格昂贵的金属磁铁具有非常重要的意义。
* 此外，C 60分子中存在的三维高度非定域电子共轭结构使得它具有良好的光学性能。
由于它具有较大的非线性光学系数和高稳定性等特点，C 60作为新型非线性光学材料具有重要的研究价值，有望在光计算、光记忆、光信号处理及控制等方面有所应用。
将具有特殊笼形结构及功能的C 60作为新型功能团引入高分子体系，将得到具有优异导电、光学性质的新型功能高分子材料。
7: 碳纳米管* 就结构而言，碳纳米管可以看作是普通石墨的一个奇异变种。
碳纳米管的结构 相当于把石墨的平面组织卷成管状，于是黑色的丑小鸭马上就化做美丽的白天鹅，石墨管摇身一变成为纳米科技的新宠。
纯碳纳米管每克售价1000元，价格为黄金的10倍。
在科学家的手中，碳纳米管就像是魔术棒，不断变换出各种新花样。
碳纳米管是目前人类制成的最细的管子，其粗细不超过头发的万分之一。
碳纳米管包括单层壁和多层壁两种类型：单层壁碳纳米管由一层石墨层构成，而多层壁的碳纳米管则可由二至数十层同心轴的石墨层构成，其石墨层间距为0.34纳米，与平面石墨层的间距一致。
不管是单层壁还是多层壁碳纳米管，碳管的前后端都与C 60的半圆形碳结构相似，使整个碳管成为一个封闭结构，故碳纳米管也是碳簇的成员之一。
、* 碳纳米管一经发现，就成为纳米科技的主要研究方向。
它的很多奇异性能令研究人员十分惊讶。
科学家发现，碳纳米管具有强度高、韧性好、重量轻、性能稳定、柔软灵活、导热性好、表面积大等诸多优点。
如果沿碳纳米管边沿的六边形是沿着 长轴方向平行排列的，那么碳纳米管就具有金属特性，能够导电。
但是，如果管壁的六边形呈螺旋状排列，那么该碳纳米管就具有半导体的性质。
* 碳纳米管的这些奇异性能，预示着它在物理、化学以及材料科学领域都将有重大的发展前景和研究价值。
比如在材料科学领域，碳纳米管的长度是其直径的几千倍，被称为“超级纤维”。
它的强度比钢高100倍，但密度只有钢的六分之一。
它们非常微小，5万个并排起来才有人的一根头发那么宽。
利用碳纳米管可以制成高强度碳纤维材料。
最近，日本理化研究所的科学家们在直径约1纳米的筒状碳纳米管两端配置电极，产生电压，然后把电子逐个送入碳纳米管中，并封闭在碳纳米管内，成功制造出所谓的“人工原子”，其直径仅为以前利用半导体制造的“人工原子”的1/300，有望用于制作小型化和更节能的个人电脑。
* 碳纳米管还被认为是新一代平面显示材料。
如果使用具有高度取向性的单壁碳纳米管作为电子发送材料，不但可以使屏幕成像更清晰，而且可以缩短电子到屏幕之间的距离，从而制成更薄的电视机。
在能源领域，碳纳米管也有广泛的应用。
碳纳米管可以在较低的气压下存储大量的氢，因此有望利用碳纳米管超强的储氢能力制成安全、清洁的新型电池，将会在汽车工业有广阔的应用前景。
随着对碳纳米管研究的不断深入，由碳纳米管制成的各种新材料将在实际生活中得到广泛的应用。
未来世界，人们可能会在不经意间就接触到大量的碳纳米管产品。
二:石墨材料的一般特性：石墨材料如上所述，是六方晶体的结晶，呈多数不规则状态集合在一起，也就是所谓的多晶体石墨， 这样的结晶结构以及电子分布使其具有如下所示的金属和陶瓷两者兼有的特性：1： 自润滑性：石墨是六方晶体，其层面间结合力较弱，容易互相错开，所以具有自润滑性， 因为作为固体润滑剂被广泛使用。