石墨坩埚制作也是分很多种的，现在流行的是手塑成型，有压制成型这两种。
其生产工艺要点如下所述。（1）配料依粘土性质，石墨特性和坩埚用途不同，配料各成分的含量可以在以下范围内变动：粘土30%~10%，石墨35%~50%，熟料或硅石10%~30%。制造炼钢用坩埚，泥料中含石墨最好在40%~50%。若石墨数量过多，则会使钢中增碳；减少石墨含量，则会降低坩埚壁的传热性，从而延长冶炼时间。（2）混料鳞片状石墨具有滑动型，很难与别的颗粒混合。需仔细地进行干混合后再加水进行湿混合。按成型方法不同，加水量不同，可塑泥料的水分为17%~18%；半干坯体为9%~10%。可塑坯料最好用真空挤泥机进行处理，这样可减少制品的断面裂纹和使坯料更加致密。可塑坯料总混合时间约为30~40min，半干坯料约为40~60min。混好的坯料在困料室中困置15~20天，坯料困置后，经挤泥机挤成你段，在送往成型。半干成型坯料还需经二次混合后方可使用。（3）成型与干燥大型石墨粘土坩埚多采用可塑法手工成型：小型坩埚可采用半干法机压成型或静压法成型。在成型过程中，由于鳞片状石墨晶体的各向异性，使得它在坯料中排列状态对制品的性质有显著影响。若采用使鳞片状石墨与坩埚侧壁表面呈垂直排列的成型方法，则制品的热导率增加。反之如采用与侧壁表面呈平行排列的成型方法，则会制得抗渣性强、荷重软化点高而耐热冲击和热导率前者小的制品。成型后经修补的坯体进行干燥。由于石墨粘土坩埚的坯体在干燥时体积收缩较大（尤其是可塑法成型），干燥需小心缓慢的进行。（4）石墨粘土坩埚在倒焰窑内烧成为了防止石墨在高温下氧化，需将坯体装在填满碳粒的匣体中煅烧，或在坩埚表面涂一层长石、石英岩和粘土等配成的釉料，这样坩埚可以直接烧成。粘土石墨制品的特征是耐熔融金属侵蚀性好，热真稳定性高，并且有比纯石墨制品更好的抗氧化性，粘土石墨制品主要用于炼钢、熔融有色金属的坩埚及蒸馏罐，铸锭用的塞头砖和水口砖及钢包衬砖等。由于钢铁工业的发展，特别是连铸技术的发展，粘土石墨赛头和水口已被铝碳材料所代替，粘土石墨坩埚也逐渐被更耐用的石墨碳化硅坩埚代替。鳞片石墨厂家翔宇石墨成立于1997年，位于美丽富饶的胶东半岛上，处于半岛石墨矿带中心位置，主要生产鳞片石墨微分。广泛用于粉末冶金、摩擦材料、导电涂料、铅笔、耐火、润滑等行业与国内多家大中型企业建立了合作关系。欧盟、美国、日本、东南亚各国也与本厂建立了长期稳固的关系，产品受到用户的一致好评。
石墨坩埚主要用于金属材料的熔炼，可分为天然石墨和人造石墨两种。天然石墨质，以天然鳞片石墨为主要原料，加入粘土等耐火材料原料，一般称为粘土石墨坩埚，以沥青为粘结剂的沥青为碳粘结剂坩埚。仅由粘土的烧结力制成的坩埚称为标志粘土粘合剂坩埚，前者具有优良的强度和抗热冲击性能。用于钢铁、铜、铜合金等有色金属的熔炼。它的大小各不相同，熔化能力从250g到500kg不等。这种坩埚包括撇渣勺、炉盖、连接环、坩埚支架、搅拌袋和其他附件。人造石墨质，天然石墨坩埚通常含有50%左右的粘土矿物，人工石墨坩埚的杂质（灰分）小于1%，用于精制高纯金属和经过特殊净化后的高纯石墨汁（灰分<20 ppm）。人造石墨坩埚通常用于熔化少量贵金属和高纯度金属或高熔点金属和氧化物。它还可用作钢铁中气体分析的坩埚。
化学工程技术是支持各类有关化学工程的理论性基础,是一项十分复杂的科学研究。下面是我为大家整理的化学工程建设 毕业 论文论文，供大家参考。
《 能源化学工程专业建设研究 》
摘要:2010年 教育 部批准设置能源化学工程等首批战略性新兴产业专业。国内能源化学工程专业建设刚刚起步，课程体系建构、人才培养模式尚不完善。本文结合安徽理工大学能源化学工程专业建设中专业课程体系尤其是专业实践模块，以及能源化学工程专业建设中存在的一系列问题作一些探讨。以期为能源化学工程专业的发展提供一些借鉴。
关键词:能源化学工程;培养目标;课程体系;人才培养模式
1能源化学工程专业的产生
随着世界经济的不断发展，人类社会对能源的需求越来越多。能源问题成为21世纪人类面临的最基本问题。长远来看，在全世界范围内，一次能源仍将占主要地位。但随着时间的推移，一次能源逐渐消耗殆尽，煤、石油和天然气等含碳能源的洁净、高效利用，太阳能、风能、地热能、生物质能、潮汐能等具有清洁、低碳、可再生等优势的新能源的开发利用将成为未来世界经济可持续发展的关键[1]。能源化学工程(EnergyChemicalEngineering)作为一个全新的专业应运而生。安徽理工大学化学工程学院化学工程系根据自身化学工程与工艺(煤化工方向)专业优势，仅仅依托煤化工，但又不局限于煤化工，涵盖燃料电池、生物质能、电化学、生物柴油、环境化工等丰富内容，于2011年新增加能源化学工程专业。关于能源化学工程专业本科生课程体系建构、人才培养模式正处于不断探索和完善中。
2能源化学工程专业的培养目标
能源化学作为化学的一门重要分支学科，是掌握煤炭综合利用，了解非煤矿物能源，普及新能源和可再生能源知识、实现能源科学利用和可持续发展的重要科学技术基础。它利用化学与化工的理论与技术来解决能量转换、能量储存及能量传输问题，以更好地为人类经济和社会生活服务。化学变化都伴随着能量的变化，而能源的使用实质就是能量形式发生转化的过程。能源化学因其化学反应直接或者通过化学制备材料技术间接实现能量的转换与储存[2-8]。能源化学工程属于一个全新的专业，之前仅在化学工程与工艺专业里涵盖过一点，主要关注怎么利用能源、对大自然造成较少的伤害。主要研究方向:能源清洁转化、煤化工、环境催化、绿色合成、新能源利用与化学转化环境化工。
如今上升到一个全新的专业独立出来，可见其重要程度。专业人才培养目标的制定应建立在对专业深入分析和了解的基础上并结合国情、校情，能源化学工程专业人才培养目标也不例外[9-10]。考虑到安徽省淮南市是历史悠久的煤炭城市，再结合安徽理工大学化学工程学院化学工程系专业的办学特色，考虑专业发展与社会进步对人才的客观、合理的要求。我们在制定本专业的培养目标时，强调“厚基础、宽专业、高素质”，力求培养出具有良好科学素养、基础扎实、知识面宽，同时具有创新精神和国际视野的高级专门应用型人才[11-12]。
学生具有了扎实的化学化工基础知识和能源化学工程专业知识就能够快速适应涉及化学、化工、传统和新能源加工等领域的相关工作。具备在煤炭行业、电力行业、石油石化行业、生物质转化利用行业从事低碳能源清洁化、可再生能源利用以及能源高效转化、化工用能评价等领域进行科学研究、生产设计和技术管理等工作。我们培养的毕业生工作领域包括:煤化工行业、天然气化工行业、电厂化工综合利用行业、生物质能源化工行业、固体废物综合处理行业、石油加工行业、石油化工行业、催化剂生产和研发行业。可以在这些行业从事设计、科学研究、技术管理等工作或继续深造[13-16]。
3能源化学工程专业课程体系
除了公共基础课程、学科专业必修课程，立足能源城淮南市，依托安徽理工大学化学工程学院化学工程系的特色开设特色专业核心课程(如，能源化工导论、化学反应工程、化工热力学、化工分离工程、煤化学、工业催化I、能源化工工艺学、化工过程分析与合成、化工过程控制、化工设计基础)以及特色专业任选课(如，煤气化工艺学、煤基合成燃料、生物质能源及化工、燃烧工程、燃料电池、现代仪器分析、电化学工程、膜科学技术过程与原理、基本有机化工工艺、废弃物处理与资源化、环境化工、化工 专业英语 )。此外专业实践模块本系能源化学工程专业开设的专业基础实验-《煤化学及工艺学实验》，包含实验项目:煤样的制备、煤样的粒度分析、煤样堆积密度的测定;煤中水分、灰分、挥发分产率的测定及固定碳的计算;煤中硫元素的测定;煤的发热量测定;煤中碳氢元素的分析;煤气成分分析;烟煤坩埚膨胀序数的测定;烟煤奥亚膨胀度的测定;煤的粘结性指数的测定;煤灰熔融性的测定。这些实验项目以煤化工为特色，厚基础理论，意在培养学生扎实的理论基础。开设的专业实验-《能源化工专业实验》，包含实验项目:煤样的XRD分析;煤的热重分析;水煤浆的制备和性能评价;油品的常压蒸馏;生物柴油制备及性能评价;石油产品的性能测定1;石油产品的性能测定2;电化学-燃料电池电化学性质的测定;电化学-质子交换膜电化学性质的测定。这些实验项目不限于煤化工，设计生物柴油，电化学，燃料电池等，重在拓展知识面，培养宽专业，高素质人才。
4能源化学工程专业建设中存在的问题
安徽理工大学化学工程学院化学工程系根据自身化学工程与工艺(煤化工方向)专业优势，开设能源化学工程专业，经过这些年的不断摸索，至今已有一届毕业生，通过学生反馈，在专业建设上仍有一些不足:
(1)专业实践教学条件有待改善。就当前现状来看，本专业实验条件还相对落后，缺少大型分析仪器和设备，实验室建设相对滞后，现有实验器材台数还不能很好满足学生分组实验要求。
(2)师资队伍建设还需进一步加强。由于本专业办学历史较短，师资力量相对不足，专业结构也不近合理，一批青年教师还需逐渐成长，缺乏高水平科研项目和教学研究成果。
(3)部分课程设置不尽合理，同时，专业基础课、专业课开课的先后顺序还需进一步调整和完善。对于新开设的课程，有的授课教师对内容不太熟练，有必要加强教师的授课水平，有条件的话可以走出去，加强与兄弟院校和科研院所的交流合作。
(4)校外实习基地建设有待加强。现有实习基地以煤化工企业为主，与能源化学工程专业培养目标中强调的“宽专业”背景还有一定差距[17]。以煤化工行业为背景的院校能源化学工程专业建设是一个不断发展的过程。在开设该专业时仍需明确方向，吸收、借鉴相关院校办学 经验 ，不断摸索、改进、完善专业建设。不仅要办出自身专业特色，还要进一步解放思想，紧跟经济社会发展需要，培养出适应经济社会发展的高素质应用型人才。截止到目前为止，安徽理工大学能源化学工程专业建设经费陆续到位，新进大型设备招投标已完成，等待供货、安装调试。专业教师也正忙于实验室和实训基地的规划设计。结合应用型人才培养目标，学院领导带领专业教师通过广泛调研，集众家之长，具有专业特色的实践教学基地也逐步落实到位。相信安徽理工大学能源化学工程专业的明天会更加光辉灿烂。
参考文献
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《 能源化学工程人才培养模式改革思考 》
摘要:沈阳化工大学能源化学工程专业依据社会和行业的发展需求，确定了该专业的培养目标，专业建设紧密围绕培养目标进行。通过工程实践能力、实习实训、大学生科技创新等方面的培养，满足了培养具有较强创新意识与工程实践能力的工程技术应用型人才的培养要求，体现了科研促进教学的办学理念。
关键词:应用型人才;研究型教学模式;能源化学工程专业
依据沈阳化工大学"面向地方，服务辽宁，面向行业，服务全国，化工特色，应用特色，培养品德高尚、专业过硬、情商出众、强于实践、勇于创新的高素质应用型人才"的基本定位。能源化学工程专业的定位确定为满足国家战略性新兴产业发展和辽宁省老工业基地经济发展的需求，依据学校以OBE成果导向为目标和CDIO为人才培养的教育理念，突出化工特色和应用特色，培养具备能源化学工程相关专业知识，具有较强工程实践能力和创新意识的工程技术应用型人才。本文针对能源化学工程专业人才培养模式进行了改革创新与实践。
1注重学生综合素质培养
面向全体学生，坚持德育为先、坚持能力为重、坚持全面发展。把社会主义核心价值观融入教育教学全过程，全面加强和改进德育、智育、体育、美育，促进四育有机融合，着力提高学生综合素质，培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人。
2完善能源化学工程专业应用型人才培养方案及培养模式，加强学生工程实践能力
培养方案的完善主要涉及到培养目标及要求、课程体系及课程修读要求、所含专业方向及特色、学时学分调整、专业课程体系设置等方面，每4年一次，由学校统一安排。人才培养方案体现了工程知识、工程素质和工程能力培养的综合特征。特别在实践教学环节的设计上，应与工程实际紧密结合。
3以工程能力培养为主线，构建课程体系，形成特色鲜明的专业核心课程群
(1)加强通识基础课教育，拓宽学生的学识基础，强化学生的素质教育。融合各门基础课、专业基础课以及专业课的授课内容，注重各门课程之间知识点的衔接，避免授课内容的重复，减少授课的理论学时数，确定简要但不失去知识点的授课方案;专业理论课授课提前，让学生尽早接触专业知识，增加对专业的认识;增加选修课的学时数，扩大选修课的内容、门类，使学生了解与化工相关学科的知识，拓宽知识面，适应社会的需求;采用案例教学的方式传授政治、人文素质等人文素质课程，激发学生的学习兴趣，在案例教学中培养学生的政治素质、人文素质、道德素质;改革狭窄的专业教育思想，强调对学生进行综合性和整体性的素质教育，增强学生对社会的适应能力。
(2)随着社会的发展，借鉴国内外先进课程的教学经验，及时调整课程体系，构建特色鲜明的专业核心课程群。根据社会的需求及时调整、补充授课内容;优化教学资源，增加专业选修课的开设的门数;按照课程内容的内在联系，将化工基础课中相关课程的教学内容重新进行整合、归并，形成若干新的课程体系，以优化智育结构，提高总体教学效率。
(3)充分发挥省级精品课的带头作用，健全课程管理制度，加大网络教育资源建设。以精品课程建设的经验和模式，全面、大力推进其他课程的改革，使各门课程适应学生能力的培养;进一步加强课程小组的建设，完善课程负责制的管理制度;加强网络教育资源开发和共享平台建设，加快专业课程的网络资源建设，为广大教师和学生提供免费享用的优质教育资源，完善服务终身学习的支持服务体系。
(4)选编结合，加快教材建设。根据新的课程体系内容，与企业的密切合作，以提高化工类专业自编教材的质量和水平为重点，大刀阔斧地摒弃陈旧的、脱离实际的课程和教材，开发、修订和编写出适应我校专业教育事业发展与改革需要的具有综合性、实践性、创新性和先进性的系列配套教材;同时要大力提高省部级以上优秀教材与重点教材的选用率，保证高质量教材进入课堂，建成具有鲜明特色的教材新体系;积极编写相应的专业教材。
4转变教学理念，改革教学方式，深化改革 教学 方法
(1)转变教学理念，增强“育才”的教学观念。把单纯传授知识、传授技能的思想转为“育才”的观念，因材施教，提供多种教育形式与机会;采用灵活的教学方式传授政治、人文素质等人文素质课程，减少课内学时，加强实践环节，在 社会实践 中培养学生的政治素质、人文素质、道德素质。
(2)以学生为中心，推行研究性学习。采用启发式、研讨式教学方式，教师根据确定的教学目标和教学要求，基于项目、课题或主题，通过问题探究形式，使学生在研究过程中主动地获取知识、运用知识解决问题的能力;减少课内授课学时，充分调动和发挥学生的主动性和积极性，引导学生自学，使学生具备创造思维、自我开拓、获取知识与技能的能力;完善各类课程的网络教学平台资源建设，为学生自主学习提供保障;充分利用多媒体教学的直观性，鼓励教师开发高质量的多媒体课件;提倡和鼓励教师采用双语教学，将专业课程的教学与专业英语的教学结合起来。
(3)进一步加强课内实践环节教育，全面提升学生的工程能力、动手能力、沟通能力。通过举办校内化工技能竞赛、化工设计竞赛、演讲、外语大赛等多种形式，增强学生的工程实践能力、表达能力、沟通能力;激励教师将科研内容转化为教学内容，鼓励教师指导大学生科技创新、 创业计划 等科技活动;在第7学期安排学生毕业论文、毕业设计的内容，使学生早进课题、早进实验室、早进团队。
5强化实践教学改革与实践基地建设
稳定和拓展基于企业的学生实践基地，拓宽学生的校外实践 渠道 。完善并实践适合应用型人才培养的实习与实践计划，积极与企业合作，建立良好的合作机制，以产学研互促共赢为目标，共同建设体现行业发展的实践教学环境，共同培养工程型教师，共同搭建人才培养平台，并建立明确的责任分担和成果共享制度。
6以各类大学生创新/创业竞赛活动为契机，大力开展大学生创新能力培养
以课外教学环节为突破口，充分利用国家、省市的各类大学生创新/创业竞赛，不断推进课外素质教育专项活动，将课内教学与课外教学相结合、创业教育与专业教育相融合，促进学生自主学习，锻炼学生综合能力。特别是近几年，我们针对高年级的学生具备一定专业知识基础的情况下，积极鼓励学生参加辽宁省、国家挑战杯大学生创新/创业竞赛、辽宁省化工设计大赛等活动，将大学生创业活动作为课外专业实践的延伸，逐步渗透创新教育理念，探索创新教育的有效形式，研究创新教育与专业教育融合的最佳模式，全面提升学生综合能力，实现应用型、创新型人才培养目标。综上，能源化工专业开展"教学理念教学改革"，转变教育观念，改革现有的教学模式，培养适应社会需求的合格毕业生，是能源化工专业发展的关键。
参考文献
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6. 化工专业毕业论文范文
我有啊~~~你们班上学期没写过？？？你不会是要写社会实践吧？？？
高铝矾土感应炉衬的研究与应用 (XXXXXXX 材料工程系 内蒙古 包头 014030) XX XXX XXX[提要] 阐述了高铝矾土炉衬较高的耐火度、优良的热稳定性、较好的抗渣性、良好的抗蚀性、炉衬的致密化烧结。适用于多种有色金属，普通铸铁、球墨铸铁、及多种合金铸铁，碳钢、合金钢、不锈钢和耐热钢的熔炼。熔炼中金属合金元素烧损低，可超装一倍的金属炉料。炉衬采用低温烘烤、快速升温、高温短时间致密烧结的工艺措施。炉衬的使用寿命多在150炉次左右，最高可达200炉次。关键词：高铝矾土 炉衬 感应炉 致密烧结一、前言本文研究的高铝矾土炉衬从冶金反应上，不仅适用于各种有色金属、普通铸铁、球墨铸铁，及各种合金铸铁，而且还适用于各种碳钢、合金钢、不锈钢和耐热钢的熔炼。用高铝矾土炉衬熔炼金属合金其元素烧损要比石英砂、镁砂炉衬低，不仅提高了合金的利用率，而且大大增强了抵抗合金、溶渣对炉衬的侵蚀能力。高铝矾土炉衬的另一大优点是耐热度高、寿命长、线膨胀系数小、仅是酸性、碱性炉衬的 1/2～1/3, 大大提高了炉衬在间歇生产生条件下的使用寿命。炉衬的热稳定性好，耐急冷急热性强，高温荷重大，抵抗金属冲蚀作用强及合金元素烧损少，是石英砂、镁砂炉衬所不及的。高铝矾土炉衬的壁厚可做得较薄 , 在生产中几乎能超装一倍的金属炉料。此外，炉衬的结烧工艺采用低温烘烤、快速升温、高温短时间烧结的工艺措施。采用这一新工艺所用的时间仅为旧工艺的 2/3～1/2。省时省电炉衬烧结良好。高铝矾土炉衬的使用寿命多在150炉次左右，最高可达200炉次。二、高铝矾土炉衬的性能1、物理性能（1） 较高的耐火度高铝矾土化学成份AL2O3 80～90% ；Si02 7～15% ；Fe203 ～ ；Ca0 ～ ；MgO ～； K20 ～.5%；Na20 ～ ；Ti02 ～ 。耐火度 1750℃～1800 ℃，可在 1650 ℃1～750 ℃下稳定工作。能减轻钢水对炉衬的冲涮损耗，延长炉衬寿命。而较纯的石英砂耐火度为 1710 ℃。（2）优良的热稳定性高铝矾土用作炉衬,烧结后的矿物组成相中多为莫来石,其次为刚玉及少量方石英和玻璃相。莫来石的线胀系数 ( × 10-6mm/mm•℃ ) 大约只有镁砂和石英砂的 1/3，刚玉的线胀系数 (× 10-6mm/mm •℃ ) 也比镁砂和石英砂低。当 属于硅线石组成时 (含AL2O3 ), 其线胀系数可低为 × 10-6mm/mm•℃。因 此，高铝矾土炉衬较镁砂和石英砂炉衬的抗热冲击性能优良得多，有助于减轻热应力，使它的耐急冷急热性较好。在使用中即使产生裂纹也极小，若配料、打结得当，就是采用问歇式熔炼，也不会产生裂纹。石英砂、镁砂炉衬线膨胀系数大，工作时内外温差大，炉衬易产生裂纹和开裂。石英砂炉衬其寿命一般只有几十次 , 而镁砂炉衬的寿命则更低。镁砂、石英砂炉衬在烘炉升温时，体积发生较大膨胀，不得不采取缓慢升温延长烘炉时间的操作，以尽量减少裂纹和防止塌炉。而高铝矾土炉衬就无上述问题，可大大缩短烘炉时间，又不会产生裂纹，从而既保证了炉衬质量又降低了能耗。（3）耐压强度 30-40N/mm2( 经5小时1000℃煅烧 )是普通粘土砖的3-4倍。炉衬的机械强度好、壁厚可以减薄，可超装一倍的金属炉料。在固定的感应器条件下，壁厚薄则增揭容量就相对大些；同时减少了感应器内部不导磁的空间，漏磁减少，能得到较高的电效率。这样，生产率较高且耗电量又低。（4）导热系数 。（5） 松容重 1600kg/m3。（6）显微孔隙率 18-22%。（7）烧结后的容重 1750-1770kg/m3。2．较好的抗渣性能高铝矾土炉衬抗碱性渣的能力优于石英砂炉衬, 高铝矾土炉衬中 AL203比 MgO更稳定,两者反应较弱可生成铝镁尖晶石，其熔点 2135 ℃ ,AL203 与MnO 作用生成锰尖晶石，其熔点1560℃, AL2O3与 FeO 作用生成铁尖晶石，其熔点 1780 ℃ 。AL203与MnO、Fe2O3复合作用生成熔点为 1520 ℃的共晶体，与 Cr203 形成固溶体 , 此固溶体对炉衬有增强作用。直得注意的是若熔炼完高铬合金后最好不要熔炼无铬或低铬合金，否则会造成 Cr203 脱溶使炉衬表面疏松、强度下降。高铝矾土炉衬与 C、Fe203、SiO2基本不反应,而与 ZnO 生成尖晶石与B203、P205、CaO生成难溶的铝酸盐。CaO、AL203、Fe203 复合作用对炉衬的侵蚀作用要比单独作用强一些。与 Na20、K20 作用生成易溶化的共晶体及化合物。故溶渣中 Na20、K20、CaO 对高铝矾土炉衬侵蚀较大，而石英砂炉衬对溶渣中的 MgO、Zn0、PbO、CaO、Na20、K20反应激烈更易造成炉衬的侵蚀，CaO、Si02、FeO复合作用形成易溶化合物，特别是ZnO、PbO对炉衬侵蚀极大。石英砂炉衬中 Fe203 含量要求严格控制、由机械破碎，研磨的石英砂( 碱性炉衬中的镁砂 )应严格磁选 , 否则会造成炉衬漏电，产生炉衬的烧穿事故。3、良好的抗蚀性能高铝矾土炉衬因其矿物组成主要是莫来石其次是刚玉及少量方石英和玻璃相，其化学稳定性高，在高温下呈弱碱性与AL、Mn、Fe、Si、Sn、Go、Cr、Ni基本不发生化学反应。与Zn、Pb、Mg、Ti等反应微弱与Cu反应较明显( 熔炼铜合金时 )。而石英砂炉衬与Al、Mg、Pb、Zn、Mn等均有明显反应。Zn、Pb ( 黄铜 ) 会使炉衬严重侵蚀，甚至常常在短时间内将炉衬烧穿，Al、Mg、Ca等均会使炉衬严重侵蚀。在熔炼低硅铸铁时，碳对炉衬的侵蚀，炉衬裂纹的扩展影响也较大。一般来讲高铝矾土炉衬比石英砂炉衬对合金的收得率高 , 而总烧损不可回收损失低 1. 4%。其原因是高铝矾土炉衬造渣作用小，液体不易氧化而且从渣中还原金属的反应较强。高铝矾土炉衬在 1500 ℃以上长时间保温对Cr、Ni、Al、Cu几乎没有烧损 ,1350 ℃以下C、Si无变化，1400 ℃-1500 ℃C、Si每小时烧损 ；Si每小时烧损 ；1500 ℃保温 3 小时Mn的相对烧损仅为 。石英砂炉衬熔炼耐蚀铸铁时其元素烧损为：C 、Si 、、Cr 、、 、S 。对可锻铸铁其元素平均烧损为：C 、Si 8%、Mn 7%。对高强度铸铁元素烧损为：C 2%、Si 、Mn 、P 、 、 。由于高温下高铝矾土比镁砂更稳定，在一般条件下与Cr、C、Mn元素的作用较弱，故炉衬浸蚀轻微。由此可知，高铝矾土炉衬不仅适用于多种有色金属、普通铸铁、球墨铸铁，及各种合金铸铁，而且还适用于各种碳钢、合金钢、不锈钢和耐热钢的熔炼。 三、高铝矾土炉衬的致密化烧结感应炉炉衬烧结的目的是把打结好的靠近 融熔金属一面一定厚度的耐火材料转变为致密体。只有致密化烧结的坩埚才能承受高温钢(铁)水的冲刷和熔渣的侵蚀。坩埚烧结的致密化程度与耐火材料的化学组成、粒度配比、烧结工艺和烧结温度等因素有关。1、粒度配比合理的粒度配比可获得烧结前的最小气孔率。如果粒度配比不合理，打结后炉衬内的气孔率较高。烧结过程是由颗粒重排、气孔充填和晶粒长大等阶段组成。如果气孔率较高，在烧结过程中难以使绝大部分气孔被充填而影响其致密化。另外，合理的粒度配比还可获得最大抗热冲击性。为兼顾低的气孔率和高的抗热冲击性，粒度的配比是：粗（3～5mm）：中（～1mm）: 细（﹤）＝60:10:30。2、粘结剂在高温下,少量的添加剂,与主晶相生成少量液相，可加速烧结过程的进行, 并能起到 -定的粘结作用。高铝矾土熟料中含有均匀分布的 Fe203、CaO、MgO、TiO2等微量杂质，在高温下它们与主晶相生成少量液相, 能够满足烧结过程中扩散传质的需要Fe203、CaO 和MgO在烧结过程中还是莫来石化的促进剂。故 -般情况下不需加入任何粘结剂。但对小容量感应炉,因打结完毕后胎具要取出,为防止烘烤过程骨料颗粒散落,故要加入1～工业硼酸 (H3B03 )。3、烧结温度由烧结机理可知，只有体积扩散才能导致坯体致密化。表面扩散只能改变气孔形状而不 能引起颗粒中心距逼近，因而不发生致密化过程。在高温烧结阶段主要以体积扩散为主，而在低温阶段以表面扩散为主。在坩埚的烧结过程中，如果在低温停留时间较长则不仅不发生致密化反而因表面扩散使气孔封闭，内部气体难以排出遗留在烧结层中。这样将会使坩埚的使用性能降低。通常取 Ts=～ (Ts为烧结温度 ,Tm 为熔融温度 )。从烧结理论上讲，在烧结过程中应尽快地从低温升到高温，以便为体积扩散创造条件。因此，采用高温短时间烧结是获得致密坩埚的有效手段。烧结温度一般控制在1450℃～1500℃较为合理，过高的烧结温度将导致晶界迅速移动而使处于晶界上的气孔来不及向外扩散就被包入大 晶粒内，其结果必然产生晶体缺陷。因此，必须控制烧结温度，使晶界缓慢移动，最大限度地消除气孔，从而获得较致密的坩埚烧结体。4、烧结工艺在烧结坩埚过程中的具体做法是：炉衬打结完毕后，自然风干24小时，以5～30% 的功率烘烤。间断送电让炉衬保持初期红色（≤500 ℃）, 直至烘干（4～5小时即可）。随之加入 1/3 的炉料并以大功率全负荷运行使炉料快速熔清，在熔化温度保温一小时。接着进入后期的熔炼工序。这就是所谓的低温烘烤、快速升温、高温短时间烧结的工艺措施。采用这一新工艺所用的时间仅为旧工艺的 2/3～1/2。省时省电操作方便且烧结良好。使用中未发现裂纹和其他不良现象。炉衬使用寿命可超过150炉次。最高可达 200 炉次。四、结论1、 适用于多种有色金属 , 普通铸铁、球墨铸铁，及各种合金铸铁，而且还适用于各种碳钢、合金钢、不锈钢和耐热钢的熔炼。2、 用高铝矾土炉衬熔炼金属合金其元素烧损要比酸性、碱性炉衬低，不仅提高了合金的利用率，而且大大增强了抵抗合金、溶渣对炉衬的侵蚀能力。3、 耐热度高 , 寿命长，线膨胀系数小，仅是酸性、碱性炉衬的 1/2-1/3, 大大提高了炉衬在间歇生产生条件下的使用寿命。4、 高铝矾土炉衬的壁厚可做得较薄 , 在生产中几乎能超装一倍的金属炉料。5、炉衬采用低温烘烤、高温短时间快速烧结工艺，时间仅为原工艺的 2/3~I/2, 致密化速率为原工艺 的 2 倍以上。不仅节省了烘干烧结的时间， 而且也节省了电力。6、炉衬烧结良好、致密，使用中未发现裂纹和其他不良现象，高铝矾土炉衬的使用寿命多在150炉次左右，最高可达 200 炉次。参考文献1 李景仁。高铝矾土感应炉坩埚的致密化烧结。铸造 1991。32 詹国祥。熔炼络系铸铁的感应炉炉衬。铸造 1995。53 《熔模精密铸造》编写组。熔模精密铸造 国防工业出版社 19844Research and application of induction furnace lining of high bauxite(Baotou vocation technology college, Department of material engineering, Inner Mongolia Baotou 014030)SunMin WangShuTian ShiJiDongAbstract：Furnace lining of high bauxite have get high refractoriness, fine heat resistance, better resist press residues, and well resist corrosion .By means of Tight agglutination used for smelting of many kinds of non-ferrous metals, ordinary cast iron, cast iron with graphite, cast alloy iron, carbon and alloy steel, stainless steel and heat resisting steel. Alloy element loss by burning is lower in smelting; Furnace material can be loading one multiple. Techniques measures of hypothermia bake, quick lift temperature and short time high temperature tight agglutination are applied in Furnace lining. The life period of furnace lining usually are 150 times and200 times in words ：High bauxite; Furnace lining; Induction furnace; Tight agglutination
废电池的回收、利用 指导教师： 刘晓妮 研究组成员： 赵妍妍（组长）、史秀文、刘晶、张秀云、孔祥雯 摘要：废电池对环境的污染非常严重，现已成为全世界共同关注的问题。我们结合这些实际，运用多种研究方法，积极组织、参与废电池的回收宣传活动，并利用回收的废电池设计了一套适合我校的废电池回收方案，为学校增加了药品。提高了大家的环保意识。 课题的选择 在选择研究性课题时，我们对《废电池的回收与利用》这个课题非常感兴趣。大家都知道，随着科学技术的不断发展,人民生活水平的不断提高,使用电池已成为我们日常生活中不可缺少的一部分。然而，电池可以说是生产多少,最终就废弃多少；集中生产,分散污染；短期使用,长期污染。如今废电池的危害已成为全世界人们共同关注的环境问题。世界各国都在研究处理废电池的最佳方案。虽然现在已取得了卓有成效的成果，但还不能根本解决这个问题。因此，寻找处理废电池的最佳方案已成为各国许多科学家的科研方向。 我们学生也是使用电池的一个群体。作为跨世纪的一代,我们应该提高自己的环保意识,回收电池从我做起。因此我们高一共有五人选择此课题作为自己的研究性课题。 研究过程及结果 一、选题 刚开始我们几个在日常生活中都发现一些商场内设有废电池回收箱。电池用过后为什么要回收呢？我们对此非常好奇。因此当学校在去年11月末开设研究性学习课程后我们选择了这个课题作为研究性课题。 二、定题 最初，我们确定的课题是《为什么废电池要回收》。为此，我们广泛收集了相关问题。在第一次小组集中时，我们通过激烈的讨论并听取了老师的意见后，认为，我们不应只把目光局限在回收上，还应把课题拓展到另一个更受人关注的问题——能源问题上，因此我们最终将课题确定为《废电池的回收与利用》。 三、开题 第二次集中，我们就这个题目分析了课题现状，明确了该课题的目的与意义、课题研究的学术目的、课题研究的主要内容和研究特色和创新之处，另外进行了小组分工、设计了活动步骤。依据这些我们填写了开题报告。 四、我们课题研究的实施共分为了五个阶段： 第1阶段：今年1月17日至2月14日，通过上网和到图书馆查阅等方式查找相关资料。我们在查找大量资料后了解到（一）、废电池是人类健康的潜在杀手 人们日常使用的电池是靠化学作用,通俗的讲就是靠腐蚀作用而产生电能的。其中的有害物质如重金属铬、汞、镉等对人体的危害是极大。一节纽扣电池能污染60万升水，而一节一号电池烂在地里能使一平方米的土地失去使用价值。所以废电池的回收势在必行。 （二）、废电池废中有宝 废电池并不是仅给人类带来危害，它里面还蕴含着很多资源。例如纽扣电池含有锂、锰、银等稀有金属；铅蓄电池中含有铅；手机电池中含有镉，这些物质回收价值很高。现已有工厂开始进行这方面的回收、提取工作。另外在普通干电池中还含有锌、铜、锰粉等资源。 随着课题的不断深入,我们又对废电池的实际回收、处理过程产生了兴趣。于是 第2阶段：2月中旬，我们参观了废电池回收工厂---大连开发区东泰公司。并采访了他们的刘总工程师。 通过采访我们了解到国际上对废电池的处理十分重视，国际上通行的废旧电池处理方式大致有三种：固化深埋、存放于废矿井、回收利用。 西欧许多国家将收集起来的废电池先用专门筛子筛选出纽扣电池，提取其中所含的汞加以利用。其余的各类废电池一般运往专门的有毒、有害垃圾填埋场。这种做法不仅花费太大，而且还造成其中有用物质的浪费。 德国马格德堡近郊区正在兴建一个“湿处理”装置，在这里除铅蓄电池外，各类电池均溶解于硫酸，用这种方式获得的原料比较纯净，电池中包含的各种物质有95%都能提取出来。 我国废电池的危害已受到国家的高度重视,并被列入十五计划的重点项目中,有关政策今年就要出台。目前我国还没有统一处理废旧电池的方法。不过据悉我国将采取湿法处理废电池。 通过这次实地访问我们不仅进一步对废电池的危害和里面蕴含的资源有了更深刻的认识，而且增强了我们保护环境的社会责任感。从而我们进入了第三阶段。 第3阶段：今年2月末，在校团委等老师及校学生会的帮助下，我们在校内外搞了一次有关废电池回收的宣传活动。宣传活动结束后，同学们并不只局限于这些。大家都希望能根据我校实际情况也设计一套回收方案。于是我们进入了第4阶段。 第4阶段：3月初，利用回收回来的废电池，根据学校的实际，利用校实验室设计一套废电池再利用的回收实验。回收方案如下： [实验药品]一号干电池若干；3%的过氧化氢溶液；合成洗涤剂；硝酸银水溶液；氢氧化钠溶液 [实验仪器]锤子、剪子、烧杯、带铁圈的铁架台、漏斗、滤纸、玻璃棒、蒸发皿、坩埚、酒精灯、试管 [实验步骤] 1. 二氧化锰的回收 将废电池小心打碎，取出黑色内容物，用清水洗涤多次，晒干后，放在蒸发皿中加热，使二氧化锰中的碳粒等燃烧掉，边加热边搅拌，冷却后即可用于制氯气和制氧其中。加热时不宜温度过高，以防变质： 4MnO2 2Mn2O3+O2↑ 2. 提取氯化铵 将电池理的黑色物质放在水里搅拌溶解并过滤，将部分滤液放在蒸发皿中蒸发，得白色固体，在加热，利用“升华”收集较纯的氯化铵。 3. 制取锌粒 将锌筒上的锌片剪成碎片，放在坩埚中强热（锌熔点419℃），熔化后小心地将锌液倒入冷水里，得锌粒。 4．验证二氧化锰 在两个试管中分别加入3%的过氧化氢溶液3ml和合成洗涤剂溶液3—4滴。在其中的一个试管里加入少量的制取的黑色固体，若反应相对于另一个试管反应速度迅速加快，则黑色固体为二氧化锰。 5．验证氯化铵 在两个试管中分别滴加由白色固体配成的浓溶液3ml，在第一个试管中滴加氢氧化钠溶液，若有刺激性气味气体逸出，说明浓溶液中含铵根离子。在第二个试管中滴加酸化过的硝酸银溶液，若有白色沉淀生成，说明该溶液中含有氯离子。从而证明白色固体为氯化铵。 第5阶段：到了今年4月初，我们小组开始结题，汇总资料，撰写论文。4月末我们小组通过选拔，被推荐参加全校性的研究性学习成果汇报展示， 在校研究性学习汇报结束后，我们想进一步扩大有关废电池回收的宣传范围，因此我们选择了学校附近刚开业的沃尔玛超市。在那里我们通过发宣传单和张贴宣传标语的形式向人们宣传废旧电池应回收的道理。 感 受 它让我们知道了应该如何学习。以前总是老师教一点儿就学一点儿，一遇到老师没讲过的就束手无策了。通过这次研究性学习，即使以后再遇到老师没讲过的，我们也知道要到图书馆或上网查找资料，进行自学。 ——史秀文 研究性学习活动拓展了我们的知识面，提高了我们的社会交际能力。为了完成这次研究性学习，我们不仅在网上查找了有关资料，而且还到工厂实地参观、访问。虽然在采访刘总工程师时我们都很紧张，很多东西都忘了问，但是我们都认为这次活动特别有意义。 —刘晶 通过这次研究性课程的学习，使我感受到集体协作的重要性，增强了我的组织能力。最重要的是使我们认识到环境污染问题的严重性，使我们树立起热爱环境，保护环境的意识。 ——赵妍妍 我们不再怕做化学实验了。在我们的印象里，化学药品似乎很可怕，但通过这次研究性学习，我们才认识到，化学药品只要正确使用，是不会伤害到我们的。现在我希望第二轮研究性学习活动快点开始。 ——张秀云 通过研究性学习活动，我体会到科学就是实事求是，追求真理要有坚定的信念，面对挫折，不能言败，不能放弃，要有急流勇进、勇于探究的精神。我真的体会到了科学成果来之不易。 ——孔祥雯 致谢:大连市第二十三中学校团委 大连市二十三中学政治组 大连市二十三中学化学组 大连开发区东泰公司 指 导 教 师 评 语 在研究性课题实施过程中,该课题小组成员能够充分应用查找资料、采访专家、实验等多种研究方法，积极组织、参与社会宣传活动。表现出了勤于思考、吃苦耐劳和团结合作的精神，严谨的治学态度,体现了自己的创新能力。 在成果汇报方面，小组成员能充分运用多媒体课件、演示实验等手段，报告条理清楚，内容严谨，具有一定的创新性。体现了她们良好的素质。 由于第一次参加研究性学习活动，小组成员都没有经验，所以在整个过程中存在着一定不足。如：某些问题考虑的不全面、细致，做事缺乏信心。希望在以后的学习中能扬长避短，不断进步！ 指导教师：刘晓妮 二00一年四月十日 参考资料: 雅琥网站 搜狐网站 电池网站 课 题 题目 废电池的回收与利用 导 师 刘晓妮 课题组成员 赵妍妍、刘晶、史秀云、张秀云、孔祥雯 组 长 赵妍妍 班 级 高一5、6、7班 课题现状分析 废电池的危害已经被越来越多的国家所重视，各国已开始着手进行废电池的回收工作，并不断寻找废电池再利用的最佳方案。 课题的目的与意义 通过该课题的研究，提高大家的环保意识，培养我们的动手能力 课题要研究的基本内容 1. 废电池有哪些危害2. 借鉴世界各国回收废电池的措施，设计一套适合在校内开展的回收废电池活动方案3. 利用学校的实验设备设计一套废电池再利用的可行性的实验方案 活动计划⑴任务分工：实地调查 ：全体成员 访问专家：全体成员上网：史秀云、赵妍妍 查书面资料：刘晶、张秀云、孔祥雯总结论文：全体成员 发倡议书：史秀云、赵妍妍、刘晶 ⑵活动步骤： 阶段 时间 主要任务 阶段目标1 1月17日至2月14日 查找有关资料 对课题有一个整体认识并借鉴前人经验2 2月中旬 设计回收方案 策划一次全校范围的废电池回收宣传活动3 2月末 设计再利用方案 有自己独特的设计 理念，有实验样品4 4月初 成果展示 以论文作为书面材料，能通过多种形式进行成果汇报展示⑶计划访问的专家：大连市开发区东泰公司总工程师⑷活动所需条件、困难及解决途径： 预期成果(论文、调研报告、制作模型、实验报告等)：论文、制作的实验样品 表达形式（文字、图片、实物、音像资料等）：文字、多媒体课件、实物 研究特色及创新之处：整个研究过程充分体现化学学科以实验为根本的特点。所设计的废电池的回收方案，不仅可以减少废电池中可利用物的浪费，而且为我校的实验室能提供一些实验药品。 指导教师意见 开题报告设计的比较合理。我希望大家在研究性学习过程中充分发挥自己的聪明才智和团结合作精神，使这次学习活动圆满完成 研究性学习计划暨开题报告 （时间： 2001 年 1月6日）
成果简介
基于石墨烯的光电探测器由于其带宽大、占地面积小以及与硅基光子学平台的兼容性而在高速光通信中引起了极大的关注。大带宽硅基光相干接收器是具有先进调制格式的大容量光通信网络的关键元件。 本文，华中 科技 大学张新亮教授团队等研究人员在《Nat Commun》期刊 发表名“Ultrahigh-speed graphene-based optical coherent receiver”的论文， 研究通过实验证明一种基于90度光学混合和石墨烯上等离子体槽波导光电探测器的集成光学相干接收器，具有紧凑的占地面积和远超过67GHz的大带宽 。结合平衡检测，接收 90 Gbit/s 二进制相移键控信号并提高信噪比。此外，实现了在单极化载波上接收 200 Gbit/s 正交相移键控和 240 Gbit/s 16 正交调幅信号，附加功耗低于 14 fJ/bit。这种基于石墨烯的光相干接收器将有望在 400千兆以太网和800千兆以太网技术中应用，为未来高速相干光通信网络铺平另一条路线。
图文导读
图1：在PSW上使用石墨烯的 OCR。
图2：90度光学混合性能。
图3：石墨烯-PSW PD 的性能。
图4：平衡检测测试。
图5：相干检测的实验演示。
小结
综上所述，结果表明，我们提出的基于石墨烯的 OCR 对高级调制格式具有超高速和高质量的接收能力，这些格式对光的幅度和相位信息进行编码。 经过验证的基于石墨烯的器件为超紧凑和高性能 OCR 提供了一条不同的材料路线，在数据中心和下一代高速光互连中具有竞争力。
文献：
关键词属于主题词中的一类。主题词除关键词外，还包含有单元词、标题词的叙词。主题词是用来描述文献资料主题和给出检索文献资料的一种新型的情报检索语言词汇，正是由于它的出现和发展，才使得情报检索计算机化(计算机检索)成为可能。主题词是指以概念的特性关系来区分事物，用自然语言来表达，并且具有组配功能，用以准确显示词与词之间的语义概念关系的动态性的词或词组。技巧—：依据学术方向进行选题。论文写作的价值，关键在于能够解决特定行业的特定问题，特别是在学术方面的论文更是如此。因此，论文选择和提炼标题的技巧之一，就是依据学术价值进行选择提炼。技巧二：依据兴趣爱好进行选题。论文选择和提炼标题的技巧之二，就是从作者的爱好和兴趣出发，只有选题符合作者兴趣和爱好，作者平日所积累的资料才能得以发挥效用，语言应用等方面也才能熟能生巧。技巧三：依据掌握的文献资料进行选题。文献资料是支撑、充实论文的基础，同时更能体现论文所研究的方向和观点，因而，作者从现有文献资料出发，进行选题和提炼标题，即成为第三大技巧。技巧四：从小从专进行选题。所谓从小从专，即是指软文撰稿者在进行选则和提炼标题时，要从专业出发，从小处入手进行突破，切记全而不专，大而空洞。
首先曹原智商非常高，这是他小小年纪考上重点大学的原因，其次，他很有想法，对事物有自己创新的独特的见解。
如今这个天才已经成为了我国中国科学院的院士，为我国的科技发展默默地贡献出自己的一份力量。
Laser‑Induced Graphene: En Route to Smart Sensing
Libei Huang, Jianjun Su, Yun Song, Ruquan Ye*
Nano‑Micro Lett.(2020)12:157
本文亮点
1. 总结了 激光诱导石墨烯 的制备和工程化策略。
2. 综述 基于LIG的传感器 ，重点介绍其设计原理和工作机制。
3. 讨论LIG传感器与信号传输的集成及其未来 智能化传感系统 的前景。
内容简介
香港城市大学化学系叶汝全教授团队 以设计原理和工作机制为核心，综述了LIG技术在传感器应用上的进展，论文第一作者为香港城市大学化学系博士研究生黄丽蓓。文章首先简要介绍了LIG和LIG复合物的制备原理，包括形貌和组分的调控，物理和化学特性的控制等。接着基于设计原理和工作机制(特异结合型和非特异结合型的化学传感器，基于压阻效应的机械传感器等)，对LIG传感器进行总结。最后，作者讨论了LIG的影响及其未来发展。
图文导读
I LIG的制备及其相关机械性能
聚酰亚胺膜等可被CO₂激光转化成石墨烯，无需掩膜板, 任何形状的LIG可通过计算机控制软件的控制进行制备。通过改变制备的气氛，前驱物，激光的参数包括激光扫描速度，工作模式，频率，每点脉冲数等，可对LIG的物理和化学特性进行调控。不仅是红外激光，可见光，紫外光等激光器也可成功制备LIG。红外激光制备LIG主要是源于光热效应，瞬间的高温可是前驱物的化学键断裂和重新组合，这个过程会伴随着气体的生成，这也是LIG高孔隙率的原因之一。
对于紫外光激光来说，LIG的转化主要是一种光化学反应，因为紫外光波长短，能量大，可直接使化学键断裂。而对于可见光激光，光热效应和光化学反应则可能同时存在。相比于丝网印刷，3D打印，光刻等，激光诱导制备石墨烯展现了它制备过程简单、低成本、高效、环保的独特优势。得益于前驱物(有机薄膜)的柔韧性以及LIG易于转移到兼具机械性能和延展性的衬底上的特点，LIG在传感器，特别是可穿戴器件上具有广泛的应用。
图1. (a)PI转化成LIG的示意图。(b)LIG的SEM，HRTEM图。比例尺为10 μm和5 nm。(c)在不同气氛下，LIG的接触角。(d)纤维状的LIG的SEM图。
图2. LIG及其复合材料的机械特性。(a)弯曲状态下的硼掺杂的LIG。(b)不同弯曲半径下硼掺杂的LIG电容的电容保持率。(c-d)LIG超级电容器在不同拉伸强度下的测试。(e)LIG与水泥复合。(f)基于LIG-水泥复合物的气体传感器。
II 基于LIG的化学传感器
化学传感器广泛应用于食品安全、水产养殖和饮用水中的污染物、有危险气体排放的工业周围的空气质量以及葡萄糖、乳酸和多巴胺等代谢物的检测。化学物质检测的工作机理通常依赖于由刺激物引起的电阻、电容和电荷转移电阻等电信号的变化。这种化学物质的检测可分为两大类，一类是基于化学物质与LIG表面的特异结合，另一类是基于非特异性结合。
特异性结合的化学传感器
特异性结合型化学传感器是通常是对LIG的表面进行修饰，如抗体、酶和适配体等。由于识别元件和目标化学物质之间的精确结合，此类传感器往往表现出非凡的传感选择性。当识别元件与目标化学物质结合后，电极表面的电容、界面传输电阻等信号将产生变化，与目标化学物质的浓度相关。通过检测相关电信号的变化，可以推导出对应化学物质的浓度。
图3. 基于LIG的特异结合型化学传感器的制作工艺及传感性能。利用化学物质与被修饰的LIG之间特异性结合机制，从小分子到生物分子甚至病原体，许多物质已经被成功地检测。
图4. 各种特异性结合的LIG化学传感器。(a)凝血酶传感器、(b)双酚a传感器和(c)酶类葡萄糖传感器示意图。(d)用于检测大肠杆菌O157:H7的基于AuNPs-LIG的传感器示意图。(e)大肠杆菌传感器的奈奎斯特图。(f)阻抗响应随浓度的校准曲线。
非特异性结合的化学传感器
非特异性结合化学传感器在化学传感器中也起着重要作用，相比特异性结合型传感器，非特异性结合传感器的成本通常较低。化学氧化还原反应和物理性质都是非特异结合型化学传感器的信息来源。
化学氧化还原反应
化学氧化还原反应通常用于检测溶质或者气体。检测可以是定性的，也可以是定量的。例如，不同分析物往往有不同的氧化还原电位，因而通过氧化还原电位的鉴定，有助于区分不同的分析物。同时，与氧化还原反应相关的电流密度与分析物的浓度正相关，通过标定特定电位下的电流密度，可以提供有关分析物浓度的信息。
图5. 基于化学氧化还原反应的葡萄糖传感器。(a)连续添加不同葡萄糖浓度的电流响应。(b)葡萄糖传感器的校准曲线。
物理特性
利用LIG与被测物相互作用时的电阻、被测物的热导、被测物溶液的电导率或阻抗等物理性质来探测相应的响应。例如，但溶液离子浓度增加，界面传输电阻将下降。通过构建离子浓度与界面传输电阻的关系，可以用以检测未知溶液的离子浓度。然而，由于其他离子亦能产生类似的效果，这一检测手段不适于对多组分溶液的浓度检测。
图6. 基于内在和外在物理特性的非特异性结合传感器。(a)基于电阻变化的氢气传感器。氢气作用于LIG(顶部)和氢气在LIG/Pd(底部)上催化反应的能带分析。(b)不同弯曲状态下的电阻响应与H₂浓度的关系。(c)基于热导的气体传感器对各种气体的响应。(d)弯曲曲率半径为7 mm的气体传感器对空气的响应幅度。插图显示了0和1000次弯曲循环后气体传感器对空气的响应。(e)硝酸盐传感器对硝酸盐浓度的响应。插图是传感器浸入溶液中的等效电路。(f)实际温度和测量温度的比较。
III LIG机械传感器
机械传感器广泛应用于人体精细运动检测、手语翻译和机器人抓手等领域。基于LIG的机械传感器通常是建立在压阻效应的基础上的，它可以检测由激励引起的形状变形引起的电阻变化。当LIG处于拉伸、弯曲、震动状态时，其电阻将产生变化。通过监测LIG的电阻，结合机器学习，可以判定器件所处的物理状态。同时，记录LIG电阻因心跳、脉搏、声带振动等引起的时间分辨变化，则可以用以检测心率、辨别声音。
图7. (a)3D打印PEEK齿轮转换成LIG的过程的示意图。(b)PEEK LIG 智能组件的双向弯曲和拉伸的工作机制。(c)传感器电阻随施加应变的变化。(d)弯曲响应时间和恢复时间。(e)齿轮磨损程度与电路电阻的关系。插图显示了智能齿轮的三种不同磨损程度：(I)未磨损(II)部分磨损(III)严重磨损。
通过按时间顺序记录压阻效应，基于LIG的机械传感器可用于实时检测各种信号，如心跳、动作和声音。
图8. 脑电图、心电图和肌电图测量。
IV 展望
自2014年LIG的发现以来，LIG合成技术的进步显著改善了石墨烯的性能，增加了应用的通用性。例如，激光的波长从红外延伸到可见光甚至紫外线，这使LIG结构的空间分辨率提高到 12 µm。LIG复合材料的制备策略，如原位改性和非原位改性，可以提高LIG的机械强度、导电性等物理性能，也可以通过加入功能材料来提高LIG的化学性能。LIG技术的低成本和合成的简单性促进了一系列LIG传感器的发展，使其成为工业生产的潜在候选技术之一。
随着传感机制的合理设计，从各种化学物质到声音、运动和温度，各种各样的刺激被成功检测。由于LIG的高比表面积和化学稳定性，这些传感器往往表现出高灵敏度和高稳定性。此外，LIG的高导电性使其成为将刺激信号转换为电信号的理想传感器。由聚合物制成的原始LIG通常是柔性的，其转移到其他基材(如弹性体或水泥)可以赋予其弹性或刚性，这使得LIG可用于不同的场景，如可穿戴电子设备和智能建筑等。LIG传感器的发展已经从单一的检测元件发展成为集成系统。通过将无线传输和微控制器模块与物联网集成起来，实现了对被测物的实时和连续检测。
作为一种可图形化和可打印的制造技术，基于LIG的传感器为开发集成化小型化器件开辟了一条新的途径。然而，LIG技术在实际应用中仍有一定的改进空间。例如，在某些情况下，LIG层与前驱体的结合强度不够。尽管可通过一些方式进行规避，如用粘性聚合物功能化或将LIG转移到弹性体上，但是化学品的消耗和额外的制造步骤对生产来说并不理想。有些LIG传感器没有进行体内或现场检测，这可能无法反映传感器在实际情况下的可行性、稳定性和耐用性。然而，这对于实际应用来说却是很重要的，因为来自环境的干扰和实验室条件的变化可能会影响传感器的灵敏度和可靠性。尽管如此，在全球范围内研究人员的共同努力下，LIG转变为各种传感器的多样性一直是令人满意的。随着未来的发展，LIG传感器将在广泛的应用中找到一片新天地。
作者简介
叶汝全
本文通讯作者
香港城市大学 助理教授
主要研究领域
激光诱导石墨烯技术在催化、水处理、能源转换、传感器等方向的应用；二氧化碳还原，水分解等催化反应的界面、催化剂的合理设计，提高能源利用效率。
主要研究成果
在Nat. Commun., Adv. Mater., ACS Nano, Acc. Chem. Res., Angew. Chem. Int. Ed.等高影响力学术期刊以第一作者或通讯作者发表论文20余篇，获授权国际专利、美国授权专利6项，曾获国家优秀自费留学生奖，香港工程师学会青年工程师/研究人员杰出论文奖。
撰稿：原文作者
长三角激光联盟陈长军 转载
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石墨矿产在众多国家都已有发现，有工业价值的相对集中分布于少数国家。晶质石墨矿主要蕴藏在中国、乌克兰、斯里兰卡、马达加斯加、巴西等国，隐晶质石墨矿主要分布于印度、韩国、墨西哥和奥地利等国。多数国家只产一种石墨，矿床规模以中、小型居多，只有中国等四五个国家晶质和隐晶质石墨都有产出，大型矿床较多。
一、成矿地质条件
碳在地壳中的丰度为。在岩浆岩中平均含碳量，页岩中为中为，石灰岩中含CO2为。因碳的原子容积甚小，其C4＋的离子半径小达 nm，在岩浆结晶时期，一般不参加到硅酸盐晶格中去，只有当其浓度很大且有适当的热动力条件时才能单独地组成自己的晶格成为金刚石或石墨。当它不组成自己的晶格时，经常以CO2状态存在于岩浆的气体相中或自火山孔道逸出到大气层中或在岩浆期后流体中呈配阴离子 最后形成碳酸盐矿物。
在表生作用下，碳可以部分地溶解水中，经常与金属形成重碳酸盐参加到地表水循环以至大量搬运入海，构成厚大的石灰岩沉积。大量碳质还参加到生物地球化学循环，大气中的CO2由于生物光合作用形成有机体的组成，构成有机岩类的堆积。显然，大量碳质的聚积主要发生于表生沉积作用，因而在沉积岩中含碳量远远超过岩浆岩。但是，大量碳质的堆积并不等于石墨矿床的形成，因为石墨的形成必须是碳质集中过程和一定的热动力条件的结合。人们曾从实验中制造过石墨，如用无烟煤在电炉中绝氧加热至2500℃以上得到能工业应用的石墨；用烟煤与CaF2混入于硅酸盐熔融体中，当其缓慢地冷却，结果形成六方板状石墨。这些人造石墨的热动力条件都是在高温还原条件下进行的。显然，石墨矿床形成的地质作用应属内生深成作用，因此由于表生作用、生物地球作用所引起的巨大有机碳质和无机碳酸盐的聚积，经过变质作用强烈的热动力作用的改造，同样可以使这些碳质转变成石墨。
中国石墨矿床常产出于大地构造隆起区或断裂岩浆带上，较集中的分布于中国的东部环太平洋构造带、康滇－龙门大巴－黄陵、祁连－秦岭－淮阳、天山－阴山以及金沙江－哀牢山5个成矿地带。区域变质型石墨矿床分布于中朝准地台和扬子准地台以及吉黑、秦岭、祁连、华南、三江等褶皱系的隆起区，例如，在佳木斯隆起、胶辽断隆、内蒙古地轴、豫西断隆、山西断隆及康滇地轴等隆起区，分布较多的晶质石墨矿床，规模多为大、中型矿；在黄陵背斜、龙门－大巴台缘褶带、秦岭地轴、淮阳地轴及武夷隆起区，也分布有较多的以中、小型矿为主的晶质石墨矿床。接触变质型隐晶质石墨矿床大多分布于中国东部环太平洋构造带，尤其是郯庐断裂系（包括依兰－依通断裂在内）以东地区，西部某些断裂带也有分布。岩浆热液型晶质石墨矿床则分布于中国西部的一些断裂岩浆带间。
区域变质型石墨矿床含矿岩系的时代从新太古代到早寒武世，其中以新元古代最为重要，北方多为新太古代至新元古代，南方多为新元古代至早寒武世，北方早于南方，其含矿层位有华北的桑干群、胶东的粉子山群、豫西的太华群、龙门—大巴山的火地垭群、黄陵背斜的崆岭群、康滇地轴的昆阳群、南天山的库尔勒群和兴凯湖的麻山群、武夷山的建瓯群及罗峰溪群等变质岩系；接触变质型隐晶质石墨矿床含矿岩系的时代从晚古生代石炭纪、二叠纪至中生代侏罗纪，其中最重要的是晚二叠世及早侏罗世和晚侏罗世，北方以晚、早侏罗世及石炭纪的较多，南方以二叠纪为主，其主要含矿层位北方有石盒子组、二道梁子组、鸡西群，南方有斗岭组、龙潭组及梨山组等煤系地层，产生接触变质作用的岩浆热源体的侵入时代大多为印支期—燕山期，但北方也有的为海西期；岩浆热液型晶质石墨矿床的形成则多与海西期的中、酸性岩浆岩的侵入有关。
二、矿床主要成因类型及其分布
中国已知的具有工业价值的石墨矿床按其成因可分为：区域变质型石墨矿床、接触变质型石墨矿床及岩浆热液型石墨矿床三种类型。其中以区域变质型晶质石墨矿床最多，其次为接触变质型隐晶质石墨矿床，岩浆热液型晶质石墨矿床较少。
1.区域变质型石墨矿床
此类型矿床占中国已知石墨矿床的84%，储量占石墨探明储量的77%，是中国石墨矿床中主要的工业类型。矿床赋存于前寒武纪的中、深变质岩系中，主要岩性有片麻岩、片岩、透辉（透闪）岩、大理岩、变粒岩、石英岩、斜长角闪岩等，原岩建造多属粘土岩－碳酸盐岩－基性火山岩，沉积于近陆源浅海区，石墨矿层往往赋存在其上部富碳酸盐部位，含矿岩系的变质程度普遍达到角闪岩相至麻粒岩相。矿床褶皱、断裂构造发育，常伴有晚期花岗岩、伟晶岩类侵入，混合岩化作用普遍，多期变质作用叠加影响较明显。矿体受沉积变质作用控制，有一定的层位，产状多与围岩产状一致，呈层状、似层状或透镜状，长度一般为几十至数百米，有的可达千米以上，倾角陡—中等。一个矿床中一般有多层矿体，常受断层或岩体的破坏而使矿体形态复杂化。常见的矿石类型有石墨片麻岩和石墨片岩，其次为石墨透辉岩，少数矿床有石墨变粒岩、石墨混合岩及石墨大理岩等。矿石中与石墨共生的矿物多达30余种，主要有长石、石英、云母、方解石、白云石，含多种变质矿物如透辉石、透闪石、红柱石、矽线石、石榴子石、黝帘石、蛇纹石、金云母等，伴生矿场有黄铁矿、金红石、钒云母、钒榴石等。石墨呈鳞片状结晶，聚片状或星散状较均匀分布，具定向构造或浸染构造。石墨鳞片片径 至数毫米不等，混合岩化作用常使石墨粗化或相对富集。矿石品位一般不高，固定碳含量低的为3%～10%，较高的为10%～16%，有的可达30%以上。矿石的可选性好，精矿质量也好。由于原岩沉积环境还原条件良好，含矿建造中常富含硫、钛、钒、磷物质，有的矿床中伴生的金红石、黄铁矿及钒等可供综合回收利用。矿床规模多为中—大型（有的规模特大）。属于此类型的矿床有：黑龙江鸡西柳毛，山东莱西南墅及北墅，内蒙古兴和，湖北宜昌三岔垭等石墨矿床。
矿床实例：黑龙江省鸡西市柳毛石墨矿
该矿床为区域变质型晶质石墨矿床，位于佳木斯隆起区南部麻山石墨含矿带的东端。麻山一带是一个主要由近东西向的复向斜和逆冲断裂组成的构造区，以后又被北西及北东向断裂肢解为一系列叠瓦式断块。含矿层位麻山群逆冲隆起，大面积分布于林口—鸡西—光义一带。整个麻山群普遍含石墨，共有12个石墨层，众多的矿点星罗棋布于鸡西、土顶子、黄汪沟、西麻山、石场、和平、余庆、中三阳、龙爪及光义等地构成一个规模巨大的麻山含矿带，是中国已知的最大的石墨产区。
柳毛石墨矿是麻山含矿带中规模特大的矿床，处于八面通台凸北东端，密敦断裂北西侧龙山复向斜北东断块隆起区中，矿区分布元古宇麻山群的西麻山组和龙山村组中—深变质岩系。矿体赋存在下部西麻山组中，其主要岩性：下部为石榴球斑条带混合岩夹石榴堇青片麻岩，二辉斜长片麻岩和石英钾长交代岩，大理岩及混合岩化石墨透辉斜长片麻岩等；上部以混合岩化石墨透辉斜长片麻岩、石墨矽线斜长片麻岩为主，夹石墨石英片岩、变粒岩、混合岩等，是区内的主要含矿层位。矿区内褶皱和断裂构造发育，大西沟复向斜轴向50°～600，由3个次级向斜和1个次级背斜组成，走向断裂和横断裂规模较大，对地层和矿体有控制作用，岩浆岩则以小脉岩穿插为主。
矿体分布在西麻山组上部含矿变质层位中，各矿层组成宽600～1000m 的矿带，主要分布在大西沟复向斜构造的北西翼，走向50°～60°，倾向南东，倾角45°～60°。由于褶皱、断裂对矿层的影响，矿区划分为站前、郎家沟及大西沟3个矿段，共有工业矿体56个。其中大西沟矿段的矿体最为集中，规模也最大，分布有大、小矿体44个（见图15-1、图15-2）。单矿体平均厚度11～27m，呈层状、楔状及透镜状，常见膨胀、收缩、分叉及断裂切割现象，厚度变化系数为64%，长度300～1600m，斜深200～800m，倾角40°～60°。矿石自然类型有钒榴石墨矿、矽线石墨矿、石英石墨矿、钙质（大理岩）石墨矿等。与石墨共生的矿物有：钒榴石、金红石、石榴子石、矽线石、榍石、透辉石、石英、方解石、钛铁矿等。矿石化学成分为：固定碳（Ⅶ号矿体为），品位变化系数33%,w(TiO2)(V2O5)(Fe2O3)(S)。矿石可选性好，精矿品位可达90%。矿区矿石平均风化深度，风化矿石的硬度低，含硫量降至，更有利于采选。
2.接触变质型石墨矿床
此类型矿床占中国已知石墨矿床的14%，储量占石墨探明储量的22%，是中国石墨矿床中较主要的工业类型。此类矿床是由于岩体侵入煤系地层引起煤层接触变质而成。侵入岩体一般为酸性或中、酸性花岗岩、闪长岩，岩体常沿背斜轴部或倾伏端等构造有利部位侵入，上有盖层，封闭条件良好。受变质的煤层一般为优质无烟煤，煤岩性质多属镜煤质亮煤类型。接触变质晕宽一般可达2～3km，含煤岩系原岩为粘土质岩、砂岩、碳酸盐岩等，变质成为板岩、千枚岩、片岩、大理岩等，以板岩最为广泛，变质程度一般为绿片岩相或角闪岩相。无烟煤变质为隐晶质石墨，从接触带向外渐次出现石墨—半石墨—无烟煤的渐变过渡带。
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图15-1 黑龙江鸡西柳毛石墨矿大西沟矿段矿体分布略图
（据谭民冠，1999a)
1—第四系；2—大理岩或透辉岩；3—片岩；4—片麻岩；5—变粒岩；6—混合岩；7—石墨矿体；8—西麻山组
图15-2 黑龙江鸡西柳毛石墨矿床大西沟矿段A-B剖面略图
（据谭冠民，1999b）
图例同图15-1
矿床实例：湖南省郴州市鲁塘石墨矿
该矿床属接触变质型隐晶质石墨矿。矿床位于粤、桂、湘、赣褶皱带骑田岭褶皱区鲁塘复向斜东翼，骑田岭花岗岩体西侧，江都庙断裂和金湘源断裂之间的外接触变质围岩中。矿体赋存于上古生界上二叠系乐平统斗岭组地层中，主要岩性为板岩、石墨板岩、含石墨硅质板岩及石英细砂岩，主要构造形式为复杂的褶皱与断裂组合，褶皱轴向10°～20°，平面多呈多字形排列，以宽缓短轴褶皱为主，断裂规模大的有3组，以近东西向和20。方向的压性和压扭性断裂对矿体的控制和破坏作用明显。中生代燕山早期骑田岭花岗岩多与围岩呈齿状或枝杈状侵入接触，由于岩体侵入热力影响和褶皱断裂机理的联合作用，促使岩体西侧外接触带宽约900m 范围内的地层变质，靠近岩体的无烟煤变质成石墨，形成矿体形态复杂的隐晶质石墨矿床（见图15-3）。
图1-53 湖南郴州鲁塘石墨矿矿体分布略图
（据谭冠民，1999c)
P2c—长兴组；P2d—斗岭组； 骑田岭花岗岩；
Ⅰ～Ⅳ 石墨矿体编号；l—砂岩；2—板岩；3—角岩化粘土；4—石墨矿体
矿体主要分布于回子岭和狮子脑两向斜构造中，走向25。左右，产状平缓，倾角12°～47°。含矿岩系总厚210m，有工业矿体4层，矿体总厚度，含矿系数为，其中Ⅱ号矿规模较大，平均厚，由于塑性应变结果，因此矿体厚度在～20m之间变化较大，厚度变化系数最大158%，平均为112%。矿体露头延伸长达3300km，以芋头石沟豁为界将矿床分为南北两段，北段规模较大，为主要开采对象，全矿床保有隐晶质石墨矿石储量规模属中型矿，其深部尚有较多远景资源。在石墨矿层与煤层之间通常有一个石墨无烟煤混生带（即半石墨带），石墨、半石墨和煤层的分带大致与花岗岩体平行，随着离岩体由近而远，其矿物物理化学性质逐渐有序变化，显示接触变质矿床的典型特征。
矿石的主要矿物成分为石墨，其次为石英、绢云母、方解石、红柱石等，具土状或致密块状构造，显微鳞片变晶、鳞片变晶及隐晶质结构。呈钢灰色，具金属光泽和强的滑腻感。矿石中有用组分富集均匀，品位较高，固定碳含量一般为75%～80%，品位变化系数8%～13%，其他组分含量：灰分～、挥发分～、水分～、硫～。4个矿层中Ⅰ、Ⅱ号矿体矿石质量好，是主要开采对象。矿石可选性差，通常经手选后直接加工成各类产品。矿体表部因次生风化而往往形成一个以低硫低碳为标志的氧化带，其深度一般为20m，部分矿石品位降低，有的失去工业价值。
3.岩浆热液型石墨矿床
此类型矿床较为少见，仅占中国已知石墨矿床的2%，储量占石墨探明储量的1%，目前只在中国西部新疆、西藏等地有所发现。与岩浆有关的石墨矿床见于新疆奇台等地，产于花岗岩的接触带，矿体即为含石墨花岗岩，常成群分布，呈透镜状、囊状，形态与产状都较复杂，单矿体直径长十至数百米，厚度几十至200m，石墨呈团块状或鳞片状分布于花岗岩中，矿石品位（固定碳含量）3%～6%，矿床规模一般为中、小型。与热液有关的石墨矿可见于新疆托克布拉克等地，石墨产于库尔勒群下部大理岩与花岗伟晶岩的节理裂隙中，规模小、品位低，目前尚未探明具有工业价值的矿床。
矿床实例：新疆维吾尔自治区奇台县苏吉泉石墨矿
该矿床是中国岩浆热液型晶质石墨矿中具有代表性的矿床，位于新疆克拉麦里山北麓，东准噶尔优地槽褶皱带哈萨坟复背斜南翼，库普大断裂和清水－苏吉泉大断裂之间的一个北西向狭长构造带中。带内发育一系列褶皱和逆冲断裂，加上多期次岩浆侵入喷发，构造十分复杂。矿区内花岗岩大面积分布，尤以海西中期花岗岩分布最广，与石墨成矿有关的是该期第六次侵入的斑状黑云母花岗岩及同源的混染花岗岩。石墨矿产于黑云母花岗岩与角闪花岗岩接触带上的含石墨混染花岗岩中，含矿花岗岩的围岩为中泥盆统平顶山组地层，其岩性以凝灰岩、砂岩、粉砂岩为主，夹少量碧玉岩、玄武玢岩、钙质砂岩透镜体。区内规模较大的清水－苏吉泉断裂控制了岩体的分布和产出，形成较晚的其他两组断裂则对矿体起破坏作用，黑云母花岗岩与角闪花岗岩呈侵入接触，其接触带控制了含矿花岗岩的产出与分布。
矿体呈300°～320。方向断续展布，多为不规则透镜状，平面上为近似等轴状，略具分枝分叉和波状起伏，在主矿体附近常有一些小矿巢。矿体与直接围岩无明显界线，一般靠采样分析确定。矿体产状平缓，倾角8°～10°，局部20°。矿区共发现矿体20余个，以Ⅰ～Ⅴ号矿体规模较大（见图15-4），长度280～1000m，宽36～550m，一般深度16～29m，最深50m以上，5个矿体总储量达到中型矿规模。
图15-4 新疆奇台苏吉泉石墨矿矿体分布略图
（据谭冠民，1999d)
1—角闪花岗岩；2—混染角闪花岗岩；3—混染花岗岩；4—黑云母花岗岩；5—石墨矿体
矿石具鳞片粒状结构，可分为球状、豆状、球斑状、浸染－球斑状、浸染斑杂状构造类型，以球、豆状构造为主，其特征是石墨呈皮壳状层层结晶聚集，包围其中主要为浑圆角闪花岗岩等角砾的“夹心”，夹心中见有少量隐晶质石墨，球体直径1～5cm 不等，个别大于10cm。矿石自然类型为含石墨混染花岗岩，与石墨共生的矿物有石英、条纹长石、更长石、角闪石、黑云母以及钛铁矿、磁铁矿、磁黄铁矿、锆石、萤石、刚玉、独居石、磷灰石、金红石、黄铜矿、黄铁矿、辉铜矿、重晶石、天青石等，次生矿物有黄钾铁钒、孔雀石、蓝铜矿、褐铁矿等。石墨呈鳞片、叶片状结晶集合体，片径一般为（～)mm ×（～)mm。矿石化学成分：固定碳含量～10%，Ⅰ～V号矿体平均为～5%,w(Fe2O3)(SO3)。矿石中伴生微量元素种类多，以钛、锆、铪、铜等含量较高，w(TiO2)(Cu)，稀土元素总量可达。矿石可选性较好，矿石选矿试验结果精矿的品位和回收率都在89%以上。w(SO3)。矿石中伴生微量元素种类多，以钛、锆、铪、铜等含量较高，w(TiO2)(Cu)，稀土元素总量可达。矿石可选性较好，矿石选矿试验结果精矿的品位和回收率都在89%以上。
三、资源分布及成矿规律
我国石墨矿床分布（图15-5）在黑龙江、湖南、山东、内蒙古、吉林等省（自治区），黑龙江省石墨储量居全国第一。全国年产万吨以上的石墨矿有黑龙江柳毛、山东南壁、湖南鲁矿和吉林磐石等矿山。
中国保有储量的石墨矿产地分布于22个省（自治区、直辖市）中，按保有储量的多少，晶质石墨矿依次分布于黑龙江、四川、山东、河南、内蒙古、陕西、山西、云南、西藏、江西、湖北、吉林、甘肃、辽宁、海南、福建、河北、新疆、广东、安徽20个省（自治区）；隐晶质石墨矿分布于湖南、吉林、广东、陕西、黑龙江、北京6 个省（直辖市）。其中：陕西、广东、吉林、黑龙江4省既有晶质石墨矿，又有隐晶质石墨矿产出。
中国石墨矿产资源分布的特点：一是矿石种类齐全，以晶质石墨为主，又有隐晶质石墨产出。二是矿产地分布广泛，而储量又相对集中于少数成矿最有利的地区。晶质石墨矿保有矿物储量集中于黑龙江、四川、山东、河南、内蒙古，共占全国晶质石墨矿保有矿物储量的89%。黑龙江省保有晶质石墨矿物储量为全国之冠，占全国晶质石墨保有矿物储量的64%，其东部地区为中国晶质石墨最大的蕴藏区，其次川南滇北地区、山东东部、豫西陕东地区、内蒙古东部与山西北部地区，也相对集中保有晶质石墨矿物储量。隐晶质石墨矿主要分布于湖南省，占全国隐晶质石墨保有矿石储量的75%。再次吉林省占11%，广东省占8%，陕西省占5%。中国石墨矿产这种分布既广泛而又相对集中的特点，既便于各地兴办中、小型石墨企业，也为集中建设大规模石墨生产基地创造了条件。
图15-5 中国石墨矿床分布
中国石墨矿床的成矿作用发生于一定的大地构造发展阶段，有三个重要的成矿期，包括一次接触变质及岩浆热液成矿期和两次区域变质成矿期。
1.接触变质及岩浆热液成矿期
该期时代为印支期—喜马拉雅期（T—K,67～230Ma）属于华力西—燕山构造旋回。成矿作用发生于古欧亚大陆基本形成至开始部分解体，滨太平洋及特提斯喜马拉雅构造强烈活动阶段。在中国东部环太平洋构造域等地，由中酸性岩体侵入含煤地层引起接触变质作用，煤层变质形成隐晶质石墨矿床；而在新疆、西藏等一些地方，由于与中、酸性岩体活动有关的岩浆热液作用，形成成因独特的晶质石墨矿床。
2.区域变质第Ⅱ成矿期
该期时代为扬子—加里东期（Pt2—Pt1,400～1100Ma），属于扬子—加里东构造旋回。成矿作用发生于中国地台基本形成并开始解体的早期阶段，多见于褶皱隆起区，如佳木斯隆起、哀牢山褶皱带、金沙江褶皱带、武夷山褶皱区，云开大山褶皱区等地，以麻山群、昆阳群、罗峰溪群、陀烈群等为代表，由于区域变质作用形成晶质石墨矿床。
3.区域变质第1成矿期
该期时代为中条期以前（Ar—Pt,1700Ma以前），属于中条旋回以前的构造旋回。成矿作用发生于中国地台逐步形成阶段的陆核区及地台发展过程中的一些残块.如河淮、鄂尔多斯、武当—淮阳地盾、黄陵背斜古基底、祁连中间隆起区等地，以桑干群、粉子山群、太华群、登封群、三道洼群、崆岭群为代表，由于区域变质作用形成晶质石墨矿床。
石墨矿床的成因主要有两种说法，一种是认为石墨矿床主要是地层中的有机物经过变质作用还原而形成的；另一种认为石墨是由一氧化碳，二氧化碳经还原结晶而成。其来源由岩浆带来或变质作用过程中从灰岩释放而来。
石墨的用途是非常广泛的，在很多地方都可以用到，石墨矿床就是可以开采石墨的矿床，那么这个矿床是怎么形成的呢？下面我就来跟大家说一说石墨矿床的成因。