物理化學性質

A. 物理化學性質及工藝性能

一、熱學性能

1.耐高溫性

石墨是已知的最耐高溫的材料之一，熔點高達3850℃，沸點4250℃(金屬鎢的熔點為3600℃)。把各種耐高溫材料置於7000℃的高溫電弧下10秒鍾，石墨損失量最小，僅為0.8%，而碳化硅損失量為1.7%～6.3%，高鋁剛玉損失量為8.2%，氧化鋯損失量為12.9%。石墨強度隨溫度提高而變強，在2500℃時，石墨的抗拉強度比室溫時提高1倍。但在空氣中500℃開始氧化，700℃時受水蒸氣侵蝕，氧化條件下，石墨易燃燒變成CO₂。

2.吸熱性和散熱性

石墨具有良好的吸熱性。石墨吸熱性為6.908×10⁷J/kg，酚醛增強塑料為2.96×10⁷～9.211×10⁷J/kg，金屬為4.061×10⁷J/kg。石墨的散熱性能亦很好，幾乎和金屬一樣。

3.抗熱震性能好

在溫度急冷急熱時，石墨製品不產生裂隙，溫度突然變化時，體積變化小，熱膨脹系數小，0～400℃時為(1×10^－6～15×10^－6)/℃。

二、導電導熱性能

由於石墨晶體層內金屬鍵的存在，使其具有良好的導電導熱性能。其導電導熱性能比鋁大3～3.5倍，比銅高2～3倍，而且隨溫度的升高，導熱系數降低。而一般材料，包括保溫材料，導熱系數隨溫度的升高而增大。在極高溫下甚至又處於絕熱狀態。

將石墨晶體按一定方向排列，並同時加溫加壓後製成的「定向石墨」，其順向導電比反向導電性能高1000倍。

三、其他性能

1.潤滑性能及可塑性

石墨晶體摩氏硬度H=1，為最軟的礦物之一。摩擦系數<0.1，而且鱗片越大，摩擦系數值越小，其潤滑性能優於MoS₂，在高溫條件下其潤滑性能也不降低。石墨具良好的可塑性，可碾壓成0.2μm薄片。

2.化學性能穩定

常溫下耐強酸、強鹼、腐蝕性氣體以及有機溶劑的腐蝕，但在高溫的氧化條件下活潑，易遭到腐蝕。

3.強塗敷性

μm級的石墨膠體具有很好的塗敷性，能牢固地黏附在固體表面而不脫落，如電視機的顯像管塗層。

4.密封性

用柔性石墨作墊圈、密封圈等，對氣體、液體具有很好的密封性。

5.良好的中子減速性能

石墨在核反應堆有良好的中子減速性能，能使能量很高的快中子速度減慢到普通物質中原子熱運動能量，高純石墨是良好的中子減速材料。

B. 物理化學性質及工藝特性

由於石棉種類很多，礦物成分和化學組成不同，不同種類的石棉，物理性質和化學性質也都不同，致使石棉具有諸多的優良特性。

一、石棉纖維的劈分性

1.蛇紋石石棉

蛇紋石石棉纖維幾乎具有可以無限劈分的性質，能劈分成柔韌微細的纖維，在電子顯微鏡下可以觀察到無數彼此平行的微細管狀纖維，纖維直徑約為2×10^－5mm。石棉纖維的劈分難易程度與石棉種類和產狀有關，直接影響到工業利用和選礦時石棉的分解難易。一般劈分性好的纖維，可以劈分得比蠶絲還要細，理論上甚至可達到其結晶時的硅氧鏈狀組成的「細管狀體」，但是實際上是不可能的。影響纖維劈分性的原因主要有:化學成分、結晶程度、含吸附水的多少、應力破壞、礦石中某些物質的加入等。不同礦床類型或礦石類型纖維的劈分性不同，同一類型不同地質環境下形成的石棉礦石其劈分性也有差異。

目前鑒別石棉纖維可劈分性的方法有:手掰法、捻搓法或機械研磨法等簡單的方法，主要用此判斷石棉劈分成纖維束、絲的難易程度，確定其可劈分性是否良好。也有以石棉纖維的最小直徑(纖維細度)來衡量石棉的可劈分性。纖維細度通常利用透射電鏡或掃描電鏡拍攝的顯微照片經實測得出;還有以單位質量(g或mg)內含有纖維的根數或以單位截面積(mm²)內能剝分出纖維的根數，或用氮吸附法測定比表面積(對實心的角閃石石棉)值來評價其可劈分性。

2.角閃石石棉

角閃石石棉平均直徑為0.16～0.86μm，最小直徑為0.041μm，比表面積為2.4～12.4m²/g，纖維越細，比表面積越大。一般地，纖維的平均直徑為0.162～0.420μm，比表面積為6.88～12.42m²/g時，纖維的劈分性就較好。角閃石石棉纖維的細度及劈分性與其成分和晶體結構有關。首先與結構中雙鏈的堅固性和雙鏈之間的結合力有關。Al³⁺代Si⁴⁺時，所形成的Al—O四面體比Si—O四面體大，引起雙鏈發生扭曲和負電價增加，它們均影響鏈的堅固性，即大致沿鏈方向的化學鍵力減弱和垂直於鏈方向上化學鍵增強，從而引起角閃石晶體形成時沿垂直於雙鏈方向發育相對增大，並影響纖維細度。雙鏈間若為低電價、大半徑的Na⁺、K⁺、Ca²⁺陽離子聯結時，所形成的角閃石石棉纖維細度就較細。所以自然界產出的鹼性角閃石石棉往往纖維細度小、比表面積大、質量好，如藍石棉。

3.水鎂石石棉

水鎂石石棉纖維束細度(SEM測定)為0.98～1.68μm，最細者為0.086μm，比表面積為3.8～23.45m²/g。

二、石棉纖維的機械強度

1.蛇紋石石棉

蛇紋石石棉纖維具有較強的抗拉強度，尤其是從塊狀礦石中分離出的未變形的纖維，其抗拉強度更大，最高可達4237MPa，遠遠超過鋼絲的抗拉強度(1304MPa)。在常見的纖維材料中，玻璃纖維和硼纖維的抗拉強度與蛇紋石石棉相近，其餘無機纖維和有機纖維的抗拉強度均較蛇紋石石棉低。尤其是在較高溫度下，溫石棉纖維仍能保持相當好的強度，是一突出的優點。

溫石棉纖維的機械強度與纖維的化學成分特徵、纖維表面結構的完整性、纖維性和管心充填物情況等因素有關。富鎂碳酸鹽岩型溫石棉纖維間常有碳酸鹽礦物黏結或充填，其抗拉強度一般高於超鎂鐵質岩型溫石棉;橫纖維石棉一般比縱纖維石棉的強度高，含水鎂石纖維的溫石棉，其抗拉強度可降低至1203MPa，此外，風化作用、裂隙構造的再活動及人為的損傷也會使其抗拉強度顯著降低。蛇紋石石棉在300～450℃范圍內的加熱處理過程中，其抗拉強度要增大，且在冷卻後相當長時間內仍能保持良好的強度。這一性能對提高溫石棉製品的機械強度有積極意義。加熱處理使纖維強度增大的原因之一是加熱時可使纖維間鍵力增強。此外，也可能與吸附水的排除有關，因為吸附水排除後，纖維之間結合更緊密，強度也就隨之增大。

2.角閃石石棉

角閃石石棉的抗拉強度為158.9～1598MPa，拉伸彈性模量為9709～32264MPa，斷裂伸長度為1.5%～5.2%。藍石棉的力學性質優於其他角閃石石棉。影響角閃石石棉力學性質的因素除了成分、結構外，還與纖維膠結物特點、風化程度、分散程度及人為折損程度等因素有關。

3.纖維水鎂石

纖維水鎂石的抗拉強度為902MPa，屬中等強度纖維材料，加熱處理(400℃)、風化或酸蝕作用可大大降低其強度。其彈性模量為13800MPa，有一定脆性。

三、石棉的耐熱性

石棉具有一定的耐熱性能，並且不燃燒。通常是以失去結構水的溫度為石棉纖維的耐熱度。溫石棉長時間耐熱溫度為550℃，短時間耐熱溫度為700℃。因此，溫石棉的耐熱度為550～700℃。此時，溫石棉纖維的物理性質遭到破壞，失去光澤，顏色變成淡紅色至肉紅色，彈性韌性喪失，易搓成粉末。在各種石棉中，角閃石石棉的耐熱性能最強，溫度在900℃時其物化性能仍保持不變。水鎂石石棉分解溫度為450℃，可靠使用溫度為400℃，最高使用溫度為450℃，極限穩定溫度為500℃。風化作用及酸蝕、潮濕環境、延長加熱時間都會使耐熱性下降。

四、石棉的導熱性能

松解或絮狀纖維的石棉導熱性很低，松解程度越好，導熱系數越小。溫石棉的導熱系數為0.09～0.14W/(m·K)，角閃石石棉的導熱系數為0.07～0.09W/(m·K)，纖維水鎂石原礦的導熱系數為0.46W/(m·K)，鬆散纖維(體積密度為0.47g/cm³)為0.131～0.213W/(m·K)。

五、石棉的導電性能

石棉是良好的電絕緣物質，其導電性能和氧化鐵的含量有關，也和這些物質賦存狀態有關，鐵的存在會大大降低石棉的電絕緣性能。結晶度好、質地純凈的石棉電阻率較小。溫石棉的質量電阻率ρ_m在10⁴～10⁸Ω·g/cm²之間，體積電阻率ρ_v在1.9×10⁸～4.79×10⁹Ω·cm，角閃石的質量電阻率ρ_m在10⁴～10⁷Ω·g/cm²之間，水鎂石石棉的質量電阻率ρ_m為8.82×10⁶Ω·g/cm²，體積電阻率ρ_v為5.9×10⁶Ω·cm，電阻率顯各向異性，加熱可使電阻率上升12倍。

六、石棉的表面電性

纖維表面電性是溫石棉的重要電學性質之一，常用電動電位ξ表徵，單位為mV。溫石棉和其他固體顆粒一樣，當其分散在液相中時，表面會帶不同的電性，表面電性對溫石棉的絮凝性及吸附性能有重要影響。完好的溫石棉纖維表面荷正電，是由於管狀結構的溫石棉纖維的最外殼層是「氫氧鎂石」八面體層，其中的OH^－基團在水中表現出親水性，易進入液相，使纖維表面失去陰離子團，存在過剩的陽離子而荷正電;同時，纖蛇紋石中常發生三價陽離子如Al³⁺取代基本結構層中的Si⁴⁺和Mg²⁺，造成八面體層中正電荷過剩而四面體層中的負電荷過剩，產生一種雙電層偶極子結構，因此，在正常情況下溫石棉纖維表面總是帶正電荷。但是不同產地的溫石棉，或同一礦床不同層位的石棉的ξ值也有較大的差異。如我國集安產的溫石棉ξ值為6.69mV，茫崖石棉ξ值為21.38mV，四川石棉礦的ξ值為8.37～26.15mV，加拿大魁北克的溫石棉ξ值為93mV。這與纖維表面的完整情況、雜質成分及種類、風化程度等因素有關。例如含磁鐵礦、碳酸鹽礦物及粘土微粒較多時，由於這些雜質均顯負電，使石棉纖維的ξ值降低甚至呈負值。如含水鎂石的溫石棉，因水鎂石的OH^－易進入溶液而使ξ值增大。風化作用對溫石棉的ξ值影響也很大，因為風化作用過程中水常呈弱酸性，使溫石棉管狀結構表面的羥基和Mg²⁺易被淋濾帶走，即易剝離掉「氫氧鎂石」層，使ξ值變小。

水鎂石纖維的ξ值為正值，可高達36.3mV。pH值增大，其ξ值變小，零電位點的pH值為12.5。風化、酸蝕、纖維束中混入磁鐵礦、碳酸鹽礦物將降低其電動電位值，甚至變為負值。

七、石棉的吸附性及過濾性

石棉具有良好的吸附性能，其吸附能力的大小取決於比表面積大小。蛇紋石石棉是一種極微細的管狀體，因此具有吸附周圍其他物質的能力。如石棉水泥製品中的石棉纖維在滲水時，纖維能吸附水泥中的Ca(OH)₂和水分，使石棉水泥製品能迅速地膠凝和硬化。因此石棉在水泥製品中起類似「鋼筋」的增強作用，又起到膠凝硬化作用。在空氣中，石棉也能吸附水分，將其置於飽和狀態下的水蒸氣中，其吸附量最大可達8%，在一般空氣中也能吸附1.5%～5%的水分。表面結構完整的柔軟型溫石棉纖維，在水溶液中表面荷正電，能吸附OT分子(一種陰離子表面活性劑)，能充分松解分散，纖維柔軟，相互絞纏，增大浮力，易於穩定地懸浮於水中，極難沉澱。如我國祁連小八寶、雙岔溝的溫石棉，加拿大魁北克的溫石棉等，都具有很好的成漿性，適合作泡沫石棉及復合硅酸鹽保溫塗料的原料。

一些物質，如有毒煙霧、細菌、病毒、放射性塵埃等通常以0.1～200μm的氣溶膠狀態出現，藍石棉中的鎂鈉閃石石棉和鎂鈉鐵閃石石棉具有很大的比表面積和表面活性，常被作為過濾劑和吸附劑來凈化氣體和液體，用於化工、冶金、軍事等部門。藍石棉是凈化有毒氣體唯一的天然纖維材料，對於濾除穿透能力最強的粒徑為0.1～1μm的有毒粒子十分有效。在液體過濾方面，用藍石棉製成的過濾材料能過濾凈化熱的濃酸和其他腐蝕性液體;在電化學工業，藍石棉作為電解過程中的篩孔材料。在制葯工業，用於過濾抗菌素、濾除細菌和分離病毒等。

八、石棉的化學性質

石棉的耐酸耐鹼性能，一般用石棉在酸、鹼溶液中的溶蝕率來表示。各種石棉的耐酸、鹼性性質各不相同，詳見表12－2。從表12－2可以看出，蛇紋石石棉耐鹼性較好，耐酸性較差，而角閃石石棉類的耐酸與耐鹼腐蝕性能都很強。角閃石石棉的耐酸性能大大優於蛇紋石石棉的原因，是因為角閃石石棉具有表面電性為負值，這種表面負電性的作用是排斥酸根負離子，從而起到阻止角閃石石棉纖維表面上陽離子同酸根離子相結合的作用，因此降低了酸溶液對角閃石石棉的腐蝕性。而蛇紋石石棉其外層為(OH)^－，在水溶液中顯較強的鹼性，並且具有表面正電性，因此，蛇紋石石棉易遭受酸溶蝕。

表12－2 石棉的酸、鹼溶蝕率

(據潘兆櫓等，1993)

纖維水鎂石耐鹼性極強，是天然無機纖維中耐鹼性最優者，但耐酸性極差。在強酸中能被全部溶解，在草酸、檸檬酸、乙酸、食醋、pH=0.1～2的緩沖溶液中均可以不同的速率溶解。纖維越短、細度越細、酸蝕速率越大。溶解量與作用時間成正比，但溶蝕率較大的是開始半小時以內。纖維水鎂石在潮濕或多雨氣候條件下，易受大氣中的CO₂、H₂O的侵蝕。故其製品表面需要作一防水防潮處理。

C. SO2 的物理化學性質

--- 二氧化硫的物理性質

1.無色、有刺激性氣味、有毒氣體

2.密度比空氣大

3.易溶於水

4.易液化，相對密度:1.434(液體,0℃) 熔點:-75.5℃ 沸點:-10℃

--- 二氧化硫的化學性質

1、SO2與水的反應

SO2 + H2O à H2SO3（亞硫酸）

2、SO2與O2的反應:

2SO2 + O2 à 2SO3

3、三氧化硫：SO3 ：無色固體.熔點（16.8℃）和沸點(44.8℃) 都比較低。是酸性氧化物。

SO3與H2O的反應:

SO3 + H2O = H2SO4

4、二氧化硫的漂白性

4.1SO2的漂白機理：

SO2跟某些有色物質化合生成的無色物質不穩定，在一定條件下易分解而恢復原來有色物質的顏色。——化合漂白

4.2除了SO2，還有哪些物質具有漂白性？它們的漂白機理有何不同？

Na2O2 ，H2O2， O3 ，漂白粉，氯水（HClO），活性炭……

4.3漂白機理：

Na2O2 ，H2O2， O3 ，漂白粉，氯水（HClO）——— 氧化漂白

活性炭 ——— 吸附漂白

SO2 ——— 化合漂白

--- 二氧化硫的用途

1.製造硫酸：SO2 + O2 -> SO3 ， SO3 + H2O = H2SO4

2.可以漂白紙漿、毛、絲、草編製品等。

3.殺滅黴菌和細菌。

4.作食物和乾果的防腐劑。

D. 空氣的物理化學性質

物理性質：無色有刺激性（臭雞蛋）氣味,密度比空氣大,可溶於水化學性質：有毒, 不穩定： H2S=H2+S（加熱,可逆）酸性： H2S水溶液叫氫硫酸,是一種二元弱酸.2NaOH+H2S=Na2S+2H2O 還原性： H2S中S是-2價,具有較強的還原性,很容易被SO2,Cl2,O2等氧化.可燃性：在空氣中點燃生成二氧化硫和水:2H2S + 3O2 ==== 2SO2 + 2H2O (火焰為藍色)(條件是點燃).若空氣不足或溫度較低時則生成單質硫和水.

E. 物理化學性質是什麼意思

關於物理性質的定義有兩個，一是指物質不需要經過化學變化就表現出來的性質， 二是指物質沒有發生化學反應就表現出來的性質叫做物理性質。
物質的物理性質如：顏色、氣味、形態、是否易升華、揮發、熔點、沸點、硬度、導電性、導熱性、延展性等~~~
化學性質：物質在發生化學變化時才表現出來的性質。牽涉到物質分子或晶體化學組成的改變。
如所屬物質類別的化學通性：酸性、鹼性、氧化性、還原性、熱穩定性及一些其它特性。

F. 銅的物理化學性質

物理性質：銅呈紫紅色光澤的金屬，密度8.92克/立方厘米。熔點1083.4±0.2℃，沸點回2567℃。有很好答的延展性。導熱和導電性能較好。

化學性質：原子大小與結構：電子層：K-L-M-N；電子層分布：2-8-18-1；原子半徑：186pm

范德華半徑：140pm

銅是不太活潑的重金屬，在常溫下不與乾燥空氣中的氧氣化合，加熱時能產生黑色的氧化銅。

(6)物理化學性質擴展閱讀

銅是與人類關系非常密切的有色金屬，被廣泛地應用於電氣、輕工、機械製造、建築工業、國防工業等領域，在中國有色金屬材料的消費中僅次於鋁。

銅是一種紅色金屬，同時也是一種綠色金屬。

說它是綠色金屬，主要是因為它熔點較低，容易再熔化、再冶煉，因而回收利用相當地便宜。古代主要用於器皿、藝術品及武器鑄造，比較有名的器皿及藝術品如後母戊鼎、四羊方尊。

G. 物理化學性質

一、力學性質

硬度金剛石是自然界目前已知材料中最硬的物質，其相對硬度(莫氏硬度)為10，顯微硬度(正方錐壓入法)為98588MPa。金剛石絕對硬度是石英的1000倍，是剛玉的150倍。金剛石的產地、礦床類型及顏色不同，其硬度不同。同一金剛石不同晶面上硬度也不同，雜質會對硬度產生影響，如含鉻使金剛石硬度降低，韌性增大;含氮則金剛石硬度較高而脆性增大。硬度具有明顯的各向異性，八面體{111}晶面上的硬度>菱形十二面體{110}晶面上的硬度>立方體{100}晶面上的硬度>四角三八面體{211}晶面上的硬度。

同一晶面不同方向上硬度也不同，在(100)面上，對角線［011］方向的硬度>正四方形邊［001］、［010］方向的硬度;在(110)面上，對角線［111］方向的硬度遠大於［001］方向的硬度;在(111)面上各方向硬度相近。

脆性金剛石雖然很硬，但性脆，在一定的沖擊力下會沿晶體{111}解理面裂開。金剛石的脆性與晶體的內應力、裂縫及其他缺陷有關。晶體的內應力大、具有裂縫和其他缺點的晶體，在較低的沖擊下就能被劈開。

密度金剛石的密度一般為3.47～3.56g/cm³，質純、結晶完好的金剛石密度為3.52g/cm³。金剛石的顏色不同，晶體中包裹體的種類和數量不同，密度也不同。

解理金剛石具有{111}中等解理和平行{110}、{221}的不完全解理。因為其結構中{111}面網內鍵的相對密度最大，為4.619/a²，面網間鍵的相對密度最小，為2.309/a²;{110}面網內鍵的相對密度為2.828/a²，僅次於{111}面網，面網間相對密度為2.828/a²，僅高於{111}。其他面網間鍵的相對密度遠遠超過其面網內的相對密度，因而不易產生平行其面網的解理，而是產生不規則的貝殼狀斷口。Ⅱ型金剛石的解理面通常較Ⅰ型平滑。少數金剛石可發生塑性變形，系沿{111}方向產生滑移所致。

斷口金剛石的斷口具有很復雜的結構，但常以貝殼狀或參差狀為特徵。

二、光學性質

顏色純凈的金剛石無色，但比較少見。多呈不同顏色，如黃色、綠色、棕色、玫瑰色、藍色、灰色、黑色等。金剛石的顏色與所含雜質及結構缺陷有關。如黃色可由含Ti⁴⁺和Fe³⁺引起，或由結構中的缺陷中心造成。Ⅰ_b型金剛石含順磁性單原子氮，常呈琥珀黃色，但這種形式的氮含量更高時會出現綠色。Ⅱ_b型金剛石含硼，使晶體常具藍色或天藍色。玫瑰色和煙色不是由雜質所致，而是結構呈色。灰色和黑色則可能由結構缺陷或含深色包裹體(主要是石墨)所致。

光澤金剛石常具有金剛光澤，但少數為油脂光澤、玻璃光澤，甚至無光澤。這是由於長期的化學腐蝕、射線影響、外來物質侵入以及表面為其他物質覆蓋而光澤暗淡。

透明度純凈的金剛石晶體是透明的，但有些金剛石為半透明，甚至不透明。

折光率純凈者達2.40～2.48，在透明礦物中折光率最高。折光率愈高，對光的反射力愈強。經過特殊設計和加工的金剛石，可以把射入各個面和射入內部的光線幾乎全部反射出去。折射率隨波長改變明顯:396.9nm，n=2.4653;486.1nm，n=2.4354;656.3nm，n=2.4103;762.8nm，n=2.4024。均質體，但常呈異常雙折射，可能由結構缺陷造成的內應力所引起。

色散性金剛石具有高度的色散性，其色散系數達0.063，也是透明礦物中的最大者。色散系數愈大，分光效果愈好。當一束白光射入琢磨好的金剛石中時，因色散效應，可分成不同顏色的光，使得金剛石光彩奪目。

異常干涉色等軸晶系礦物，在正交偏光鏡下的干涉色應為黑色，但很多金剛石呈異常干涉色，如灰色、黃色、粉紅色、褐色等。

發光性金剛石在陰極射線下發鮮明的綠色、天藍色、藍色熒光;在X射線下發中等亮度或較微弱的天藍色熒光，極少數不發光;在紫外線下發鮮明或中等亮度的天藍色、紫色、黃綠色熒光;日光曝曬後在暗室里發淡青藍色磷光。Ⅱ_b型金剛石在波長365nm的光照射下不發光，但用短波紫外線(253.7nm)照射後顯示淺藍色，有時呈紅色磷光。

三、熱學性質

熱導率金剛石是較好的熱良導體，其熱導率不等，一般為138.16W/(m·K)。Ⅰ_b和Ⅱ_a型金剛石熱導性特別好，Ⅰ_b及Ⅱ型含氮量低，均具有很高的熱導率，適於作散熱元件。金剛石的熱導率隨溫度而異。在液氮溫度下為銅的25倍，室溫下為銅的5倍，具有超導熱性。

熱膨脹性金剛石在低溫時線膨脹系數極小，隨溫度升高線膨脹系數迅速增大。

耐熱性金剛石在純氧中燃點為720～800℃，在空氣中燃點為850～1000℃，在絕氧不加壓的真空條件下，金剛石加熱至1800～1900℃可轉變為石墨。在金剛石燃燒時火焰呈藍色。

四、電磁性能

導電性Ⅰ型和Ⅱ_a型金剛石為絕緣體，室溫下電阻率為10¹⁴～10¹⁵Ω·cm，隨著溫度的升高，電導率有所增大。Ⅱ_b型金剛石具有良好的半導體性能。

介電常數金剛石的相對介電常數在15℃時為16～16.5，其數據隨測定時的電場強度、頻率和室溫而異。

光電性用波長210～300nm的紫外線照射金剛石時，會有光電流產生。用紅外和紫外線同時照射時，其光電導將增加近兩倍。相同條件下，Ⅱ型比Ⅰ型金剛石的電流大若干數量級。

摩擦電性金剛石與玻璃、硬橡膠、有機玻璃表面摩擦時均產生摩擦電荷。摩擦電荷的符號為正，大小隨摩擦時間而異。

磁性純凈的金剛石為非磁性，當含有磁性包裹體時具有一定磁性。

五、表面性質

金剛石表面具有親油性和疏水性。金剛石由非極性的碳原子所組成，對水的H⁺和OH^－不產生吸附作用，即水對金剛石不產生極化作用，故金剛石具疏水性。天然金剛石亦有疏油親水者，主要原因是:①表面覆蓋有氧化薄膜或硅酸鹽礦物薄膜，使表面鍵性改變而變為親水;②微量元素的混入，使晶體內部構造或表面鍵性發生改變;③受射線作用，地質應力作用，酸鹼長期腐蝕、雜質機械混入和包裹體的影響等，其新鮮表面潤濕接觸角為80°～120°。自然界中的金剛石表面往往被污染，因而潤濕觸角變小。

六、化學性質

金剛石具有很好的化學穩定性，耐酸、耐鹼，高溫下也不與濃的HF，HCl，HNO₃反應。只有在Na₂CO₃，KNO₃的熔融體中，或與K₂Cr₂O₇和H₂SO₄的混合物一起煮沸時，表面才稍微有氧化現象。其他性質見表14－2。

表14－2 金剛石的性質一覽表

H. 一般物理化學性質及工藝性能

膨潤土是一種極有價值、多用途的非金屬礦，素有「萬能」粘士之稱，具有許多優良的工藝性能，其工藝性能主要取決於主要礦物蒙脫石的種類和含量。

1.表面電性

蒙脫石的表面電性來自三個方面:(1)層電荷。單位晶胞最高可達0.6，這種電荷的密度不受所在介質的pH值的影響，是蒙脫石的表面呈負電性的主要原因。(2)破鍵電荷。產生於四面體的基面和四面體層、八面體片的端面，系Si－O破鍵和Al－O(OH)破鍵的水解作用所致。當pH值<7時，因破鍵分子吸引H⁺帶正電荷，pH值>7時帶負電;(3)八面體片中離子離解形成的電荷。在酸性介質中，(OH)^－或(AlO³⁺₃)離解占優勢，端面荷負電;pH值9.1左右為等電點。

2.膨脹性

膨潤土中的蒙脫石吸水或吸附有機分子後，晶層底面間距c₀增大，體積膨脹，膨脹性是膨潤土的特殊性能。自然界產出的較穩定的蒙脫石，其單位化學式中有2H₂O時，c₀=1.24nm，有4H₂O時，c₀=1.54nm，高水化狀態時，c₀可達1.84～2.14nm，吸附有機分子時，c₀最大可達4.8nm。影響膨脹性大小的因素是蒙脫石層間陽離子和層間水化能力。層間為二價陽離子的蒙脫石，陽離子水化能高，吸水速度快，但吸水量小，膨脹性小，膨脹倍數為幾倍至十幾倍，如鈣基膨潤土。層間為一價陽離子的蒙脫石，陽離子水化能低，吸水速度慢，但吸水量大，膨脹性大，膨脹倍數高達20～30倍，如鈉基膨潤土。

3.分散懸浮性

膨潤土在水介質中能分散成膠體狀態，膨潤土的膠體分散體系的物理化學性質取決於可交換陽離子的種類、分散相顆粒大小和形態。鈉基膨潤土在水中可以形成永久性的乳濁液或懸浮液，且顆粒越細，懸浮性越好。這種懸浮液具有一定的黏滯性，觸變性和潤滑性。而鈣基膨潤土在水中雖可迅速分散，但一般會很快沉澱。分散體系的pH值、陽離子種類和數量影響分散體系的穩定性。在分散體系中添加過量的鹼金屬或鹼土金屬陽離子時，將降低蒙脫石晶體層面上的電動電位，產生面－面聚集，使分散相的表面積減小。在酸性分散介質中，若外來金屬陽離子干擾少或沒有干擾時，蒙脫石晶體帶正電荷的端面與晶層面形成面－端型聚集，在中性分散液中，蒙脫石晶片則呈端－端聚集，聚集體的骨架包含大量的水，在濃厚的分散液中，當聚集發展到整個體系時，即成凝膠。在比較稀薄的膨潤土分散體系中，當分散相聚集發展到一定程度時，顆粒增大，產生沉澱。

工業應用上，用膠質價、膨脹容、膨潤值、吸水率和吸水比等技術指標來評價膨潤土的膨脹性及懸浮性的優劣。

膠質價是指膨潤土與水按比例混合後，加過量MgO，使其凝聚形成凝膠體，以15g樣形成的凝膠體積的毫升數表示，是試樣分散性、親水性和膨脹性的綜合表現。

膨脹容指膨潤土加水膨脹，然後與鹽酸混勻後沉澱物的體積。

膨潤值是指膨潤土與水充分混合後，加入一定量電解質鹽類，所形成凝膠體的體積。

吸水率是指單位質量的膨潤土所能吸附水的質量，以百分數表示。

吸水比是指前10分鍾的吸水量與2小時吸水量的百分比。

4.觸變性、可塑性和黏結性

觸變性是指膨潤土與水摻和攪拌後，在某一瞬間所表現的應力與應變關系。這是用於鑽井泥漿的主要技術性能。在鑽探中，需要觸變性泥漿，鑽探泥漿在流動時變成溶膠，可以用動力較小的泥漿泵來維持它的循環，一旦循環停止，泥漿全部膠凝，岩粉就隨泥漿固定下來，以致沉積井底而造成卡鑽事故。當鑽機開動時，泥漿又變成溶膠，岩粉顆粒仍然懸浮在泥漿中，循環的泥漿把岩粉從鑽孔中帶出來。膨潤土具有較好的可塑性和黏結性，且形變所需的力較其他粘土小。工業應用上以干壓強度、濕壓強度及濕拉強度等技術指標來衡量膨潤土可塑性及黏結性的好壞。一般地，鈉基膨潤土的觸變性、干壓強度、濕壓強度及濕拉強度均優於鈣基膨潤土，所以鑽井泥漿材料、型砂黏結劑和冶金球團黏結劑均使用鈉基膨潤土。

5.陽離子交換與吸附性能

膨潤土具有很好的吸附性能，能吸附氣體或液體中陽離子和分子。在所有粘土中，膨潤土的離子交換性最好。膨潤土的陽離子交換主要是蒙脫石層間陽離子的交換。晶體端面所吸附的離子也具有可交換性，且隨顆粒變細而增大。膨潤土的陽離子交換容量與蒙脫石晶層間的陽離子類型有關，此外，也受蒙脫石的粒度、結晶程度、介質性質等因素的影響。層間陽離子的電價和水化能越高，被交換性越差，因此鈉基膨潤土的陽離子交換容量高於鈣基膨潤土。在交換吸附中，離子以等當量進行交換。同一交換劑在相同條件下可交換不同量的各種正離子。用實驗方法研究交換吸附過程的結果表明，正離子的交換能力隨著它們價數的增大而增高，對於同價的正離子而言，交換能力隨離子半徑的增大而增強。因為離子交換吸附實質上是離子被帶異電荷的吸附劑所吸引的結果，所以離子的價數越大，這種吸附力也就越強。至於離子半徑的影響，可以這樣來解釋:離子半徑越大，水合離子半徑越小。例如，按照水合離子半徑的大小，鹼金屬可排成下列順序:

非金屬礦產加工與開發利用

顯然，在吸附的情況下，鋰的水合離子中心距離吸附劑的表面，比其餘的水合離子中心都要來得遠，因此，表面對它的吸附力也是最小的。所以一般的規律是:離子水合半徑越大，交換能力越弱。即離子半徑越大，交換能力越強。只有H⁺是個例外，H⁺的交換能力不僅高於一價陽離子，而且還高於二價陽離子。幾種常見陽離子在濃度相同條件下，交換能力的順序是:

非金屬礦產加工與開發利用

介質的pH值對陽離子交換容量的影響:一般介質中，pH大於7時，陽離子交換容量大，pH小於7時，交換容量變小。介質的pH降低，H⁺的濃度增加，這時擴散層變薄，電位也下降。而擴散層的厚薄能夠決定交換劑的交換能力的大小，因為具有交換能力的反離子主要分布在擴散層內。

膨潤土在pH值為7的水介質中陽離子交換容量為70～140mmol/100g土左右，其中又以鈉質膨潤土最佳。溫度也對陽離子交換容量起著一定的作用，一般溫度升高到100℃以上，交換容量開始減小。

利用膨潤土的陽離子交換性可對其進行改型。如在鈣基膨潤中加入一定量的Na₂CO₃，在一定的工藝條件下，可使其改型為性能更優的鈉基膨潤土。用硫酸或鹽酸在一定的工藝條件下可將鈣基膨潤土或鈉基膨潤土活化成吸附性和脫色性更為優異的活性白土。

I. 物理化學性質

1.一般物理性質

葉蠟石質地細膩，脂潤柔軟，摩氏硬度為～2，密度2.65～2.90g/cm³。絕緣、絕熱性好，化學性能穩定，只有在高溫下才能被硫酸分解。

2.耐高溫性能

葉蠟石耐火度較高，大於1700℃，葉蠟石耐火材料在高溫下不收縮，在溫度劇變條件下不碎裂，能經受鋼渣熔體和金屬熔體的沖擊，有較強的抗蠕變能力。在1100～1300℃時，葉蠟石逐漸分解，形成高溫穩定的富鋁紅柱石相和方石英相。

3.熱膨脹性能

葉蠟石的熱膨脹系數小，為(7.7×10^－6～18.9×10^－6)/℃，與葉蠟石的純度有關，純度越高的葉蠟石熱膨脹系數越小，熱膨脹系數隨石英含量的增多而增大。這是因為α－石英在573℃轉變為β－石英時伴隨有0.8%的體積膨脹。所以，含石英的葉蠟石礦石在500～600℃范圍內的熱膨脹系數會迅速增大。

4.熱輻射性能

較純的葉蠟石的熱輻射率較低，一般為0.41～0.53。因此具有良好的隔熱效果，這一優良性能提高了葉蠟石的耐燒蝕性能。

5.耐燒蝕性能

依靠消耗物質來保護經受高溫和高速氣流沖刷物體的過程稱作燒蝕過程。材料受熱發生分解、脫水、相變及升華等過程，都要吸收大量熱量，使溫度降低，改善材料燒蝕性。葉蠟石、滑石、水鎂石、溫石棉等都是耐燒蝕性好的礦物。葉蠟石耐燒蝕性的原因之一就是葉蠟石的脫水溫度適中，為600～800℃，因為燒蝕材料在分解、脫水、相變溫度過高或過低時，對保持燒蝕材料的強度都不利。另外，葉蠟石在高溫相變時易轉變成為莫來石和方石英等熱穩定性好的物相。

6.化學穩定性

不含可交換性陽離子、不易水化，耐酸鹼性強，酸蝕率平均為1.23%，鹼蝕率平均為2.23%，具有良好的化學穩定性。

7.其他性能

葉蠟石在加熱過程中要發生褪色現象，加熱到660℃時，灰色、灰白、淡黃色、淺綠色等色調發生部分褪色，即煅燒後白度要增高，溫度越高，褪色越明顯，到1000℃時，可變成雪白色。

另外導電率及導熱率低，具有良好的絕緣性。吸油率高，遮蓋力強。

J. 物理化學性質 各要5個

金屬的銀白色光澤，導電性，導熱性，延展性和密度大等是物理性質，因為不涉及化學反應
金屬和酸反應，和比它活潑性差的金屬鹽溶液反應，和非金屬單質反應，Na等活潑金屬和水反應等是化學性質