



石墨有何特殊之處?出口管制有哪些科技考量?
編輯:2023-11-08 16:36:13
當前,高端市場的石墨消費量正在逐步增加,其中,新能源汽車動力電池領(lǐng)域已躍升為石墨第一大消費領(lǐng)域。被稱為“黑金”的石墨,還廣泛應用于機械、化工、航空、航天、國防、電力等諸多領(lǐng)域。那么,石墨有何特殊之處?它為什么會出現(xiàn)在國家出口材料限制名單中?對于現(xiàn)代科學發(fā)展,石墨又有哪些重要作用呢?
涉足機械化工航空航天的“黑金”
石墨又被稱為碳素,從外觀上看是灰黑色、不透明的固體,其化學性質(zhì)穩(wěn)定,耐腐蝕,不易與酸、堿等藥劑發(fā)生反應。它包括天然和人造(加工)兩類,天然石墨來自石墨礦藏,而人造石墨是以石油焦、瀝青焦等為原料,經(jīng)過一系列工序加工制成。
說到石墨的用途,*廣為人知的就是制作鉛筆,但實際上,它能廣泛應用于機械、化工、航空、航天、國防、電力、冶金、紡織等多個領(lǐng)域,因而也被譽為“黑金”。
經(jīng)過無數(shù)科學實驗,石墨被證明具備耐高溫、高導熱性與導電性、抗熱震性、阻燃性、高抗壓強度、高抗腐蝕性、摩擦力低與自潤滑等多種物理和化學特性。在機械工業(yè)中,由于石墨的潤滑性,它常用作軸承潤滑劑的填料,如用于制備石墨密封圈、石墨齒輪等;在化學工業(yè)中,石墨可制成化學熱交換器、閥門、反應罐、管件、壓縮機、耐腐蝕材料等;在冶金工業(yè)中,石墨用作耐火材料的原料,可制備電爐煉鋼中的石墨坩堝、耐高溫石墨磚、滲碳劑、涂層劑、防銹涂料、鑄型涂料等;在電力電氣工業(yè)中,石墨常用于生產(chǎn)鋰電池等新能源電池的負極材料,如在太陽能、焊接碳、碳管、水銀整流器中應用;在核工業(yè)中,當石墨純度為99.99%時,可應用于原子反應堆的反原子輻射外殼或中子減速劑;在航空領(lǐng)域,石墨由于具有高強度、高剛度和優(yōu)異的耐腐蝕性,可用于制造飛機結(jié)構(gòu)件、發(fā)動機部件和燃料儲存器、導電陶瓷、電磁屏蔽材料、導熱材料等;在航天領(lǐng)域,石墨可以用于制造航天器結(jié)構(gòu)件、熱控制材料、導熱材料、導電材料等,以及用于制造航天器的熱保護材料和隔熱材料,以提高航天器的熱控制性能和安全性能。
新能源車鋰電池的關(guān)鍵原材料
現(xiàn)在,石墨廣泛應用于新能源汽車,因為新能源電動車需要電池驅(qū)動,而鋰離子電池需要石墨。
鋰離子電池是將兩種不同的能夠可逆地嵌入和脫嵌的鋰嵌入化合物,分別用作電池的正極和負極。充電時,鋰離子從正極脫嵌,通過電解液和隔膜,嵌入負極;反之,在放電時,鋰離子從負極脫嵌,通過電解質(zhì)和隔膜,嵌入正極。
其中,鋰離子電池的負極是由負極活性物質(zhì)、黏結(jié)劑和添加劑混合制成糊狀膠水,均勻地鋪在銅箔的兩面,經(jīng)干燥、壓延而成。而石墨就是極好的負極材料,它具有電子導電率高、嵌鋰前后層狀結(jié)構(gòu)體積變化小、嵌鋰容量高、嵌鋰電位低等優(yōu)點,目前已成為全球主流的鋰離子電池負極材料。
石墨負極材料包括人造石墨、天然石墨、硬碳、軟碳及中間相碳球等,鋰離子電池采用的石墨材料一般由55%的合成石墨和45%的低純度天然石墨混合制成。過去,合成石墨更受青睞,因為它的均勻性和純度優(yōu)于天然石墨。但是,隨著現(xiàn)代化學提純方法的改進和優(yōu)化,已經(jīng)可以通過熱處理獲得純度為99.9%的天然石墨,而合成石墨的純度現(xiàn)在*高為99%,因此天然石墨的受歡迎度大幅提高。
根據(jù)聯(lián)合國能源署的報告,2022年,全球新車銷量中約有14%是電動車,超過1000萬輛,中國、歐洲和美國市場主導了全球銷量。其中,中國再次成為領(lǐng)跑者,電動車銷量約占全球電動車銷量的60%。另一數(shù)據(jù)顯示,2022年全球電動車消費支出超過4250億美元,比前一年增長50%,其中僅有10%由政府支持,其余均來自消費者。由此可見,石墨的產(chǎn)業(yè)需求非常之大。
電動車采用的是清潔能源,有助于緩解氣候變暖、實現(xiàn)《巴黎協(xié)定》控制全球升溫2℃以內(nèi)的目標,毫無疑問,清潔能源將是未來能源和交通的重要發(fā)展方向。
石墨烯青出于藍而勝于藍
提到“黑金”,就不得不說一說石墨烯。石墨烯是從石墨中分離出來的,其名聲在科學界非常響亮,因為2010年諾貝爾物理學獎的主角就是它。
石墨是由一層層以蜂窩狀有序排列的平面碳原子堆疊而形成的,石墨的層間作用力較弱,很容易互相剝離,形成薄薄的石墨片。當把石墨片剝成單層之后,這種只有一個碳原子厚度的單層就是石墨烯。
過去,人們認為石墨烯這種物質(zhì)是無法單獨存在的。因為這種只有一個原子厚度的二維材料,一直被認為是假設(shè)性的結(jié)構(gòu),無法單獨穩(wěn)定存在。2004年,英國曼徹斯特大學的兩位科學家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫貢獻了一種非常簡單的獲得石墨烯的方法,即從高定向熱解石墨中剝離出石墨片,然后將薄片的兩面粘在一種特殊膠帶上,撕開膠帶,就能把石墨片一分為二。這樣不斷操作,使薄片越來越薄,*后便能得到僅由一層碳原子構(gòu)成的薄片,即石墨烯。為此,兩位科學家共同獲得了2010年度諾貝爾物理學獎。
那么,石墨烯有什么作用呢?從人類使用材料的歷史來看,先后經(jīng)歷了石器、陶器、銅器、鐵器時代,現(xiàn)正行進在以硅為主要物質(zhì)載體的信息時代,而硅正是信息時代芯片的主要制造材料。但是,在下一個量子時代,可能就是石墨烯的時代。
石墨烯是目前世界上已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的*薄、*堅硬的物質(zhì)。它的電子不僅能在晶格中無障礙地移動,而且速度極快,遠遠超過了電子在金屬導體或半導體中的移動速度,的確是極好的導電材料。此外,石墨烯的導熱性也超過了現(xiàn)有一切已知物質(zhì)。因此,石墨烯具有的導電更好、傳熱更快、更堅硬、更輕薄、更強韌、更透光等優(yōu)點,注定了它在電學、熱學、力學、光學等方面均可大展拳腳。
如同石墨可以制成電池供電動汽車使用一樣,石墨烯也有這個用途,且充電更快,可重復使用幾萬次。據(jù)悉,目前國內(nèi)已有車企研發(fā)石墨烯基超級快充電池,計劃實現(xiàn)8分鐘將電量充至80%,續(xù)駛里程達1000公里。相信未來隨著充電設(shè)施的日益完善和相關(guān)技術(shù)的進步,石墨烯電池將擁有更廣闊的發(fā)展前景,推動電動車行業(yè)的發(fā)展。此外,石墨烯還可應用于日常生活中,如石墨烯復合膜阻氧、阻水性能好,用于包裝材料可提高食品保質(zhì)期;石墨烯纖維可制成發(fā)熱服飾和醫(yī)療保健用品;石墨烯電熱膜電熱轉(zhuǎn)換效率高,可逐步代替暖氣供熱;石墨烯導熱膜可用于手機*散熱等。
中國也早就開始布局石墨烯產(chǎn)品的研發(fā)和應用。2018年3月,中國首條全自動量產(chǎn)石墨烯有機太陽能光電子器件生產(chǎn)線在山東菏澤啟動,該項目主要生產(chǎn)可在弱光下發(fā)電的石墨烯有機太陽能電池,以破解目前太陽能發(fā)電的三大難題,即應用局限、對角度敏感、不易造型。另外,科研成果也在不斷涌現(xiàn),如浙江大學納米高分子團隊通過近十年研究,開發(fā)出了石墨烯纖維、石墨烯連續(xù)組裝膜、石墨烯超輕氣凝膠及石墨烯無紡布等;中國電科55所研制出了世界上電子運行速度*快的柔性石墨烯晶體管等。
截至目前,石墨烯的制備根據(jù)原料的不同分為兩類:一類是以天然石墨作為原料,經(jīng)過氧化還原法、液相剝離法、微機械剝離等方法制備;另一類是以甲烷、乙烯、乙炔等碳氫化合物為原料采用氣相沉積法、SiC(碳化硅)外延生長法等制備。相較而言,利用天然石墨制備石墨烯是現(xiàn)在商業(yè)化程度*高的方式,作為重要原料的石墨,自然也就成為了石墨烯產(chǎn)業(yè)版圖的重要助力。因此,穩(wěn)定石墨的資源和重視石墨烯的研發(fā),是滿足一國未來發(fā)展之需的關(guān)鍵。
支撐高新技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略資源
石墨資源在全球的分布比較集中,僅有少數(shù)國家擁有豐富的石墨礦產(chǎn)。截至2022年底,全球已探明天然石墨資源儲量約為3.3億噸,其中,土耳其石墨資源儲量排名世界第一,占比27.3%;巴西排名第二,占比22.4%;中國位列第三,占比15.8%;馬達加斯加排名第四,占比7.9%。
隨著科技發(fā)展,目前在新能源汽車、電子信息和核工業(yè)等高科技行業(yè)的高端市場,石墨消費量正在逐步增加,僅新能源汽車動力電池領(lǐng)域消費鏈占比已超50%,成為石墨第一大消費領(lǐng)域。天然石墨主要用于小型鋰電池和一般用途的電子產(chǎn)品鋰電池,人造石墨則憑借優(yōu)良的循環(huán)性能、大倍率充放電效率和電解液相容性等顯著優(yōu)勢,廣泛應用于電動車和中高端電子產(chǎn)品領(lǐng)域。
不夸張地說,石墨是保障新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈穩(wěn)定、提升核心競爭力的重要原材料之一。無論是天然石墨還是人造石墨,對于現(xiàn)代科技發(fā)展都各有用處。以發(fā)展的眼光來看,未來一是要注重保護和量入為出地利用天然石墨,二是可以通過人造石墨來彌補天然石墨的不足。
特定石墨物項被限制出口還在于對軍事和國防的考量。在核武器的研制中,石墨作為良好的中子減速劑用于原子反應堆中,目前鈾-石墨反應堆是應用較多的一種原子反應堆。在原子反應堆使用的石墨純度要求很高,雜質(zhì)含量不能超過幾十個ppm(百萬分之一),特別是其中的硼含量要少于0.5ppm。更重要的是,石墨還可用來制造一種“人道”炸彈,也稱軟炸彈、斷電炸彈和電力殺手。這種石墨炸彈不殺傷敵方人員,主要攻擊城市的電力輸配系統(tǒng),使其癱瘓。石墨炸彈由經(jīng)過特殊處理的純石墨纖維絲制成,每根石墨纖維絲的直徑僅有幾千分之一厘米。在目標上空炸開后,石墨炸彈會釋放出100至200個易拉罐大小的罐體,當罐內(nèi)的爆炸裝置起爆后,置于其中的石墨纖維線團就會散開、降落在裸露的高壓電力線或變電站變壓器等電力設(shè)施上,這些具有極好導電性能的石墨纖維可使電力設(shè)施發(fā)生短路燒毀,造成大范圍停電。
中國對石墨這種新世紀的高端和戰(zhàn)略材料早已謀篇布局。2015年5月國務院頒布了《中國制造2025》,確立了新一代信息技術(shù)、節(jié)能與新能源汽車、電力裝備、新材料等十個重點領(lǐng)域。其中,石墨高端材料和前沿材料石墨烯廣泛應用于《中國制造2025》重點發(fā)展的多個領(lǐng)域,在許多高科技產(chǎn)品生產(chǎn)過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。
經(jīng)過多年發(fā)展,中國在高純石墨、石墨負極材料等高端石墨材料研發(fā)和產(chǎn)業(yè)上也取得了一些突破。中國部分企業(yè)在石墨高純技術(shù)上日臻成熟,已掌握化學酸堿法和物理高溫法生產(chǎn)高純石墨,產(chǎn)品碳含量可達到99.99%,甚至99.999%,達到國際先進水平。中國的球形石墨產(chǎn)業(yè)也已延伸至鋰離子電池負極材料領(lǐng)域。
在當今國際社會,石墨被公認為“21世紀支撐高新技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略資源”,其重要性不言而喻。2010年,歐盟將石墨列為14種緊缺礦產(chǎn)資源之一;2013年,美國將石墨列為難以獲得的戰(zhàn)略性礦產(chǎn)之一;2016年,我國將晶質(zhì)石墨列入戰(zhàn)略性礦產(chǎn)目錄……正如此前商務部有關(guān)負責人在答記者問中所說的,中國政府依據(jù)《出口管制法》規(guī)定,對石墨物項作出有進有出優(yōu)化調(diào)整的決定,有利于更好履行防擴散等國際義務,有利于保障全球供應鏈產(chǎn)業(yè)鏈安全穩(wěn)定,有利于更好維護國家安全和利益。(張?zhí)锟保?/span>
(來源鏈接:http://www.ce.cn/xwzx/kj/202311/01/t20231101_38773366.shtml)

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編輯:2023-11-08 16:36:13
當前,高端市場的石墨消費量正在逐步增加,其中,新能源汽車動力電池領(lǐng)域已躍升為石墨第一大消費領(lǐng)域。被稱為“黑金”的石墨,還廣泛應用于機械、化工、航空、航天、國防、電力等諸多領(lǐng)域。那么,石墨有何特殊之處?它為什么會出現(xiàn)在國家出口材料限制名單中?對于現(xiàn)代科學發(fā)展,石墨又有哪些重要作用呢?
涉足機械化工航空航天的“黑金”
石墨又被稱為碳素,從外觀上看是灰黑色、不透明的固體,其化學性質(zhì)穩(wěn)定,耐腐蝕,不易與酸、堿等藥劑發(fā)生反應。它包括天然和人造(加工)兩類,天然石墨來自石墨礦藏,而人造石墨是以石油焦、瀝青焦等為原料,經(jīng)過一系列工序加工制成。
說到石墨的用途,*廣為人知的就是制作鉛筆,但實際上,它能廣泛應用于機械、化工、航空、航天、國防、電力、冶金、紡織等多個領(lǐng)域,因而也被譽為“黑金”。
經(jīng)過無數(shù)科學實驗,石墨被證明具備耐高溫、高導熱性與導電性、抗熱震性、阻燃性、高抗壓強度、高抗腐蝕性、摩擦力低與自潤滑等多種物理和化學特性。在機械工業(yè)中,由于石墨的潤滑性,它常用作軸承潤滑劑的填料,如用于制備石墨密封圈、石墨齒輪等;在化學工業(yè)中,石墨可制成化學熱交換器、閥門、反應罐、管件、壓縮機、耐腐蝕材料等;在冶金工業(yè)中,石墨用作耐火材料的原料,可制備電爐煉鋼中的石墨坩堝、耐高溫石墨磚、滲碳劑、涂層劑、防銹涂料、鑄型涂料等;在電力電氣工業(yè)中,石墨常用于生產(chǎn)鋰電池等新能源電池的負極材料,如在太陽能、焊接碳、碳管、水銀整流器中應用;在核工業(yè)中,當石墨純度為99.99%時,可應用于原子反應堆的反原子輻射外殼或中子減速劑;在航空領(lǐng)域,石墨由于具有高強度、高剛度和優(yōu)異的耐腐蝕性,可用于制造飛機結(jié)構(gòu)件、發(fā)動機部件和燃料儲存器、導電陶瓷、電磁屏蔽材料、導熱材料等;在航天領(lǐng)域,石墨可以用于制造航天器結(jié)構(gòu)件、熱控制材料、導熱材料、導電材料等,以及用于制造航天器的熱保護材料和隔熱材料,以提高航天器的熱控制性能和安全性能。
新能源車鋰電池的關(guān)鍵原材料
現(xiàn)在,石墨廣泛應用于新能源汽車,因為新能源電動車需要電池驅(qū)動,而鋰離子電池需要石墨。
鋰離子電池是將兩種不同的能夠可逆地嵌入和脫嵌的鋰嵌入化合物,分別用作電池的正極和負極。充電時,鋰離子從正極脫嵌,通過電解液和隔膜,嵌入負極;反之,在放電時,鋰離子從負極脫嵌,通過電解質(zhì)和隔膜,嵌入正極。
其中,鋰離子電池的負極是由負極活性物質(zhì)、黏結(jié)劑和添加劑混合制成糊狀膠水,均勻地鋪在銅箔的兩面,經(jīng)干燥、壓延而成。而石墨就是極好的負極材料,它具有電子導電率高、嵌鋰前后層狀結(jié)構(gòu)體積變化小、嵌鋰容量高、嵌鋰電位低等優(yōu)點,目前已成為全球主流的鋰離子電池負極材料。
石墨負極材料包括人造石墨、天然石墨、硬碳、軟碳及中間相碳球等,鋰離子電池采用的石墨材料一般由55%的合成石墨和45%的低純度天然石墨混合制成。過去,合成石墨更受青睞,因為它的均勻性和純度優(yōu)于天然石墨。但是,隨著現(xiàn)代化學提純方法的改進和優(yōu)化,已經(jīng)可以通過熱處理獲得純度為99.9%的天然石墨,而合成石墨的純度現(xiàn)在*高為99%,因此天然石墨的受歡迎度大幅提高。
根據(jù)聯(lián)合國能源署的報告,2022年,全球新車銷量中約有14%是電動車,超過1000萬輛,中國、歐洲和美國市場主導了全球銷量。其中,中國再次成為領(lǐng)跑者,電動車銷量約占全球電動車銷量的60%。另一數(shù)據(jù)顯示,2022年全球電動車消費支出超過4250億美元,比前一年增長50%,其中僅有10%由政府支持,其余均來自消費者。由此可見,石墨的產(chǎn)業(yè)需求非常之大。
電動車采用的是清潔能源,有助于緩解氣候變暖、實現(xiàn)《巴黎協(xié)定》控制全球升溫2℃以內(nèi)的目標,毫無疑問,清潔能源將是未來能源和交通的重要發(fā)展方向。
石墨烯青出于藍而勝于藍
提到“黑金”,就不得不說一說石墨烯。石墨烯是從石墨中分離出來的,其名聲在科學界非常響亮,因為2010年諾貝爾物理學獎的主角就是它。
石墨是由一層層以蜂窩狀有序排列的平面碳原子堆疊而形成的,石墨的層間作用力較弱,很容易互相剝離,形成薄薄的石墨片。當把石墨片剝成單層之后,這種只有一個碳原子厚度的單層就是石墨烯。
過去,人們認為石墨烯這種物質(zhì)是無法單獨存在的。因為這種只有一個原子厚度的二維材料,一直被認為是假設(shè)性的結(jié)構(gòu),無法單獨穩(wěn)定存在。2004年,英國曼徹斯特大學的兩位科學家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫貢獻了一種非常簡單的獲得石墨烯的方法,即從高定向熱解石墨中剝離出石墨片,然后將薄片的兩面粘在一種特殊膠帶上,撕開膠帶,就能把石墨片一分為二。這樣不斷操作,使薄片越來越薄,*后便能得到僅由一層碳原子構(gòu)成的薄片,即石墨烯。為此,兩位科學家共同獲得了2010年度諾貝爾物理學獎。
那么,石墨烯有什么作用呢?從人類使用材料的歷史來看,先后經(jīng)歷了石器、陶器、銅器、鐵器時代,現(xiàn)正行進在以硅為主要物質(zhì)載體的信息時代,而硅正是信息時代芯片的主要制造材料。但是,在下一個量子時代,可能就是石墨烯的時代。
石墨烯是目前世界上已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的*薄、*堅硬的物質(zhì)。它的電子不僅能在晶格中無障礙地移動,而且速度極快,遠遠超過了電子在金屬導體或半導體中的移動速度,的確是極好的導電材料。此外,石墨烯的導熱性也超過了現(xiàn)有一切已知物質(zhì)。因此,石墨烯具有的導電更好、傳熱更快、更堅硬、更輕薄、更強韌、更透光等優(yōu)點,注定了它在電學、熱學、力學、光學等方面均可大展拳腳。
如同石墨可以制成電池供電動汽車使用一樣,石墨烯也有這個用途,且充電更快,可重復使用幾萬次。據(jù)悉,目前國內(nèi)已有車企研發(fā)石墨烯基超級快充電池,計劃實現(xiàn)8分鐘將電量充至80%,續(xù)駛里程達1000公里。相信未來隨著充電設(shè)施的日益完善和相關(guān)技術(shù)的進步,石墨烯電池將擁有更廣闊的發(fā)展前景,推動電動車行業(yè)的發(fā)展。此外,石墨烯還可應用于日常生活中,如石墨烯復合膜阻氧、阻水性能好,用于包裝材料可提高食品保質(zhì)期;石墨烯纖維可制成發(fā)熱服飾和醫(yī)療保健用品;石墨烯電熱膜電熱轉(zhuǎn)換效率高,可逐步代替暖氣供熱;石墨烯導熱膜可用于手機*散熱等。
中國也早就開始布局石墨烯產(chǎn)品的研發(fā)和應用。2018年3月,中國首條全自動量產(chǎn)石墨烯有機太陽能光電子器件生產(chǎn)線在山東菏澤啟動,該項目主要生產(chǎn)可在弱光下發(fā)電的石墨烯有機太陽能電池,以破解目前太陽能發(fā)電的三大難題,即應用局限、對角度敏感、不易造型。另外,科研成果也在不斷涌現(xiàn),如浙江大學納米高分子團隊通過近十年研究,開發(fā)出了石墨烯纖維、石墨烯連續(xù)組裝膜、石墨烯超輕氣凝膠及石墨烯無紡布等;中國電科55所研制出了世界上電子運行速度*快的柔性石墨烯晶體管等。
截至目前,石墨烯的制備根據(jù)原料的不同分為兩類:一類是以天然石墨作為原料,經(jīng)過氧化還原法、液相剝離法、微機械剝離等方法制備;另一類是以甲烷、乙烯、乙炔等碳氫化合物為原料采用氣相沉積法、SiC(碳化硅)外延生長法等制備。相較而言,利用天然石墨制備石墨烯是現(xiàn)在商業(yè)化程度*高的方式,作為重要原料的石墨,自然也就成為了石墨烯產(chǎn)業(yè)版圖的重要助力。因此,穩(wěn)定石墨的資源和重視石墨烯的研發(fā),是滿足一國未來發(fā)展之需的關(guān)鍵。
支撐高新技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略資源
石墨資源在全球的分布比較集中,僅有少數(shù)國家擁有豐富的石墨礦產(chǎn)。截至2022年底,全球已探明天然石墨資源儲量約為3.3億噸,其中,土耳其石墨資源儲量排名世界第一,占比27.3%;巴西排名第二,占比22.4%;中國位列第三,占比15.8%;馬達加斯加排名第四,占比7.9%。
隨著科技發(fā)展,目前在新能源汽車、電子信息和核工業(yè)等高科技行業(yè)的高端市場,石墨消費量正在逐步增加,僅新能源汽車動力電池領(lǐng)域消費鏈占比已超50%,成為石墨第一大消費領(lǐng)域。天然石墨主要用于小型鋰電池和一般用途的電子產(chǎn)品鋰電池,人造石墨則憑借優(yōu)良的循環(huán)性能、大倍率充放電效率和電解液相容性等顯著優(yōu)勢,廣泛應用于電動車和中高端電子產(chǎn)品領(lǐng)域。
不夸張地說,石墨是保障新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈穩(wěn)定、提升核心競爭力的重要原材料之一。無論是天然石墨還是人造石墨,對于現(xiàn)代科技發(fā)展都各有用處。以發(fā)展的眼光來看,未來一是要注重保護和量入為出地利用天然石墨,二是可以通過人造石墨來彌補天然石墨的不足。
特定石墨物項被限制出口還在于對軍事和國防的考量。在核武器的研制中,石墨作為良好的中子減速劑用于原子反應堆中,目前鈾-石墨反應堆是應用較多的一種原子反應堆。在原子反應堆使用的石墨純度要求很高,雜質(zhì)含量不能超過幾十個ppm(百萬分之一),特別是其中的硼含量要少于0.5ppm。更重要的是,石墨還可用來制造一種“人道”炸彈,也稱軟炸彈、斷電炸彈和電力殺手。這種石墨炸彈不殺傷敵方人員,主要攻擊城市的電力輸配系統(tǒng),使其癱瘓。石墨炸彈由經(jīng)過特殊處理的純石墨纖維絲制成,每根石墨纖維絲的直徑僅有幾千分之一厘米。在目標上空炸開后,石墨炸彈會釋放出100至200個易拉罐大小的罐體,當罐內(nèi)的爆炸裝置起爆后,置于其中的石墨纖維線團就會散開、降落在裸露的高壓電力線或變電站變壓器等電力設(shè)施上,這些具有極好導電性能的石墨纖維可使電力設(shè)施發(fā)生短路燒毀,造成大范圍停電。
中國對石墨這種新世紀的高端和戰(zhàn)略材料早已謀篇布局。2015年5月國務院頒布了《中國制造2025》,確立了新一代信息技術(shù)、節(jié)能與新能源汽車、電力裝備、新材料等十個重點領(lǐng)域。其中,石墨高端材料和前沿材料石墨烯廣泛應用于《中國制造2025》重點發(fā)展的多個領(lǐng)域,在許多高科技產(chǎn)品生產(chǎn)過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。
經(jīng)過多年發(fā)展,中國在高純石墨、石墨負極材料等高端石墨材料研發(fā)和產(chǎn)業(yè)上也取得了一些突破。中國部分企業(yè)在石墨高純技術(shù)上日臻成熟,已掌握化學酸堿法和物理高溫法生產(chǎn)高純石墨,產(chǎn)品碳含量可達到99.99%,甚至99.999%,達到國際先進水平。中國的球形石墨產(chǎn)業(yè)也已延伸至鋰離子電池負極材料領(lǐng)域。
在當今國際社會,石墨被公認為“21世紀支撐高新技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略資源”,其重要性不言而喻。2010年,歐盟將石墨列為14種緊缺礦產(chǎn)資源之一;2013年,美國將石墨列為難以獲得的戰(zhàn)略性礦產(chǎn)之一;2016年,我國將晶質(zhì)石墨列入戰(zhàn)略性礦產(chǎn)目錄……正如此前商務部有關(guān)負責人在答記者問中所說的,中國政府依據(jù)《出口管制法》規(guī)定,對石墨物項作出有進有出優(yōu)化調(diào)整的決定,有利于更好履行防擴散等國際義務,有利于保障全球供應鏈產(chǎn)業(yè)鏈安全穩(wěn)定,有利于更好維護國家安全和利益。(張?zhí)锟保?/span>
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