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碳元素的3種異構(gòu)體，其原子的空間排列各不相同。石墨屬六方晶系，各層面由六角形環(huán)構(gòu)成，層面與層面平行,呈有序的重疊晶體結(jié)構(gòu);金剛石屬立方晶系的四面體結(jié)構(gòu);而無定形碳雖有微晶，但沒有像石墨那樣的有序排列。由碳元素組成的一類非金屬材料。碳元素有3種異構(gòu)體：一種是無定形碳，如木炭、焦炭、炭黑等;另兩種是結(jié)晶形碳，即石墨和金剛石。無定形碳經(jīng)高溫處理可轉(zhuǎn)化為石墨。石墨在催化劑作用和高壓、高溫條件下又可轉(zhuǎn)化為金剛石。這也是人造石墨和人造金剛石的生產(chǎn)方法。 　　分類：在機械工程中經(jīng)常采用的碳和石墨，按組織結(jié)構(gòu)可分為碳質(zhì)材料和石墨材料。碳質(zhì)材料是以石油焦、瀝青焦為原料。煤瀝青為粘結(jié)劑，經(jīng)過混捏、壓制成形、加熱碳化而成。石墨按來源可分為天然石墨、人造石墨(包括特種石墨)兩種。天然石墨還有鱗狀和土狀兩種形態(tài)。人造石墨是由碳質(zhì)材料再經(jīng)2500℃以上高溫石墨化處理而成。特種石墨是用一般石墨經(jīng)熱壓加工處理，或采用其他有機原料和特殊工藝而獲得。例如以熱固性樹脂經(jīng)特殊熱處理而成的玻璃碳;以碳氫化合物在高溫下分解、沉積而成的熱解石墨;以鱗狀天然石墨經(jīng)過酸處理，然后在高溫下高度膨脹而成的柔性石墨，以及以合成纖維制成的碳纖維和石墨纖維等。