炭素材料在非氧化介質(zhì)中是化學(xué)惰性的,。在常溫常壓下,,不會(huì)發(fā)生任何化學(xué)變化,,除了長期浸泡在硝酸,、氫氟酸或處在氟,、溴以及其他強(qiáng)氧化性氣氛中會(huì)緩慢形成層間化合物外,,它不受其他酸,、堿和鹽的腐蝕,,不與任何有機(jī)化合物作用,。在空氣中450℃以內(nèi)石墨無顯著的氧化現(xiàn)象,與水蒸氣在700℃以上才開始反應(yīng),,與CO和CO2在900℃以上才發(fā)生反應(yīng),,石墨與某些金屬和氧化物粉末生產(chǎn)碳化物的溫度多數(shù)在1000℃以上。


炭素材料的化學(xué)反應(yīng)可分為以下三種:


(1)氣化反應(yīng)和高溫氧化反應(yīng),;


(2)與金屬和陶瓷等的固-固相反應(yīng),;


(3)層間化合物生成反應(yīng)。


影響炭素材料氣化反應(yīng)的因素


(1)石墨化程度:炭素材料隨著其石墨化程度的增高,,對氣體的活性下降,。炭素材料的終熱處理溫度越高,,則其開始氧化的溫度越高,所以石墨制品比炭制品的開始氧化溫度要高一些,。


(2)結(jié)構(gòu)狀態(tài):表面疏松和多孔的炭素材料容易與氣體發(fā)生反應(yīng),。例如,3200℃熱處理過的表面致密的熱解石墨在空氣中開始氧化的溫度達(dá)850℃,,而表面多孔疏松的木炭則在360℃開始燃燒,。


(3)雜質(zhì)的催化作用:炭素材料在所含的雜質(zhì)對其氣化反應(yīng)具有很大的影響,其催化效果有大有小,,例如,,鐵、鈷,、鎳,、銅、錳等是炭素材料氧化的催化劑,,而硼,、鈦、鎢等雜質(zhì)則有抑制氧化的作用,。堿金屬和過渡金屬等對炭素材料的任何氣化反應(yīng)都顯示極大的催化效果,。