炭素材料是以碳元素為主的無機(jī)非金屬材料，其中炭材料基本上是由非石墨質(zhì)碳組成的材料,，而石墨材料則主要是由石墨質(zhì)碳組成的材料,，石墨又分為天然石墨和人工石墨兩類。
      石墨材料主要是由多晶石墨構(gòu)成,。石墨是以一種碳原子之間呈六角形平面網(wǎng)格的層狀晶體,。雖然石墨歸于無機(jī)非 金屬材料，但因它具有良好的熱電傳導(dǎo)性而被稱為半金屬,，石墨具有比某些金屬還要高的熱電傳導(dǎo)性,，一同具有遠(yuǎn)比金屬低的熱膨脹系數(shù)，很高的化學(xué)安穩(wěn)性,，這就使它在工程運(yùn)用中具有重要的價(jià)值,。石墨在非氧化性介質(zhì)中是化學(xué)慵懶的，具 有很好的耐腐蝕性,，除了強(qiáng)酸和強(qiáng)氧化性介質(zhì)外,，石墨不受其它酸堿鹽的腐蝕,、不與任何有機(jī)化合物應(yīng)。
    石墨材料又是一種耐高溫材料,，在高溫下石墨不會(huì)熔化,，氣化溫度十分高，只是在常壓下335018初步進(jìn)步變成氣體,。一般材料在高溫下強(qiáng)度逐步降低,，而石墨在2500度以內(nèi)，它的強(qiáng)度隨溫度升高而增加,，在2000℃以上,，其強(qiáng)度較常溫 強(qiáng)度增大一倍，石墨材料還具有優(yōu)異的抗熱震功能,，所以石墨材料作為高溫材料有其共同的優(yōu)越性,。 
    因?yàn)槭牧暇哂懈邷貜?qiáng)度高、導(dǎo)電傳熱,、抗熱震性,、耐腐蝕性、潤(rùn)滑性好等優(yōu)點(diǎn),，它已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中不可缺少的結(jié)構(gòu)材料,、高溫材料、導(dǎo)電材料,、抗磨材料和功能材料,。當(dāng)時(shí)，石墨材料已廣泛運(yùn)用于冶金,、化工,、電子、電 器,、機(jī)械以及核能和航空航天工業(yè)等部分,，可作電極、電解陽極,、鑄模和高溫軸承,；原子核反應(yīng)堆中作為中子減速材料 和核燃料的表面涂層；在宇航領(lǐng)域,，石墨材料可用于人工衛(wèi)星天線,、航天飛機(jī)機(jī)殼以及火箭發(fā)電機(jī)噴管喉襯等部件。
    石墨材料在高溫下發(fā)生的物理化學(xué)變化以及高溫運(yùn)用特色：
石墨材料的化學(xué)性質(zhì)安穩(wěn),，因而是一種耐腐蝕材料,。但在必定條件下，碳也會(huì)和其他物質(zhì)發(fā)生作用，其主要反應(yīng)有：在 高溫下與氧化性氣氛或強(qiáng)氧化性酸中發(fā)生氧化作用,；在高溫下熔解于金屬并生成碳化物,；生成石墨層間化合物。
     在常溫下,，炭與各種氣體不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)在350℃左右,，無定形炭即有睨顯的氧化反應(yīng)，石墨在450℃左右也初步發(fā)生氧化反應(yīng),。石墨化程度愈高,，石墨的晶體結(jié)構(gòu)愈完好，其反應(yīng)活化能大,，抗氧化功能好,，在800度以內(nèi)，到達(dá)同一氧化速度的溫度,，石墨材料約比炭材料高50～100℃在同一材料內(nèi),，粘結(jié)劑炭有優(yōu)先氧化的傾向，所以氧化反應(yīng)進(jìn)行到必定程度時(shí),，骨料顆粒會(huì)發(fā)生掉落。在較低的溫度下,，如空氣供給滿意,，炭和石墨材料則主要進(jìn)行如下反應(yīng)：C+O2—CO2在較高的溫度下，炭和石墨材料又初步發(fā)生如下反應(yīng)：C+1/ZO2一CO赤熱的炭和石墨材料與水蒸氣約在700℃左右初步反應(yīng)：C+H2O—CO+H2C+2H2O—C02+2H2赤熱的炭和石墨材料與CO的氧化反應(yīng)在更高的溫度下才干進(jìn)行：C+CO2—2C0炭與氣體之間反應(yīng)應(yīng)歸于氣固反應(yīng),，氧化反應(yīng)速度與當(dāng)時(shí)的反應(yīng)面積大小,、材料的氣孔率及氣體壓力等要素有關(guān)，其反應(yīng)速度既取決于表面的化學(xué)反應(yīng)速度,，也與氣體分子向材料內(nèi)渙散有關(guān),。若材料的氣孔率高，特別是開氣孔率多時(shí),，氣體分子簡(jiǎn)單渙散到材 料內(nèi)部,，參加反應(yīng)的表面積大，氧化速度就快,，當(dāng)運(yùn)用溫度低時(shí),，氧化反應(yīng)速度不高，氣體分子有滿意的時(shí)間渙散到材料 內(nèi)部,，這時(shí)氧化反應(yīng)速度與材料的氣孔結(jié)構(gòu)及反應(yīng)活性有關(guān),。當(dāng)溫度高于800度時(shí)化學(xué)反應(yīng)速率快，而氣體分子向材料氣孔內(nèi)渙散卻因熱運(yùn)動(dòng)而減慢,，氧化反應(yīng)只在表面進(jìn)行,，氧化速率受表面氣流速度所分配與材料種類聯(lián)系較小。石墨材料所 含雜質(zhì)對(duì)氧化反應(yīng)起催化作用，所以高純石墨與一般石墨的氧化性有睨顯不同,。碳化物的生成在高溫下碳熔解于Fe,、A1、Mo,、Cr,、Ni、Ti等金屬和B,、si等非金屬中生成碳化物,。石墨層間化合物的生成石墨的碳原子在其層面內(nèi)是通過共價(jià)鍵牢 固地連接在一同的，而在層間則靠較弱的范德華力結(jié)合,。因而,，在石墨的層間插入各種分子、原子,、離子而不損壞其二 維晶,，僅使層距離增大，可以制成一種石墨特有的化合物稱為石墨層間化合物,，制作石墨層間化臺(tái)物通常采用天然鱗片石 墨為質(zhì)料,。在石墨層間化合物中已得工業(yè)上廣泛運(yùn)用的是柔性石墨。柔性石墨不僅具有自潤(rùn)滑性和耐高溫性,，還具有柔 耐性,、可饒性和緊縮回彈性，可作為精煉爐,、高溫爐的絕熱材料,，并廣泛用作密封材料。為了進(jìn)步柔性石墨的抗氧化性 ,，在柔性石墨中參加硼酸,、熱固樹脂、無機(jī)物膠體等粘合劑,。由此可見,，炭素材料在非氧化性介質(zhì)中集耐熱性、導(dǎo)電性于 一體,，但在氧化性占優(yōu)勢(shì)的環(huán)境中,，溫度高于627K就初步發(fā)生氧化反應(yīng)，并且跟著溫度的升高,，氧化速度加快,，結(jié)構(gòu)因 此而遭到腐蝕、損壞,、影響其高溫下的運(yùn)用,。所以,，石墨材料的抗氧化維護(hù)問題正在遭到廣泛重視 。