石墨（Graphite）#

物品名稱#

石墨（黑鉛），碳的層狀同素異形體，質軟滑膩、導電耐熱，從鉛筆芯、潤滑劑到核反應爐與鋰電池負極，是現代能源與資訊工業的黑色要角。

發現者#

古代已用於陶器塗飾；1564 年英國博羅代爾（Borrowdale）發現純石墨礦才開啟其工業史；結構與性質由 19 世紀科學家闡明（石墨烯 2004 年自石墨剝離）。

發明年份#

1564 年（博羅代爾礦）。

特性#

• 層狀結構：碳原子六角層以弱凡德瓦力堆疊，層間易滑——潤滑與書寫的原理。
• 導電耐高溫：電極、電刷與爐襯的基材。
• 中子慢化：核反應爐石墨慢化劑（芝加哥一號堆）。
• 衍生：石墨烯（單層石墨，2004 年蓋姆與諾沃肖洛夫，2010 年諾貝爾獎）。

用途#

• 鉛筆芯：石墨＋黏土（Conté 法）。
• 鋰電池負極：全球電動車時代最大需求（每車約需 50–100 kg）。
• 電極與坩堝：電弧爐、電解（氯鹼、鋁冶煉）。
• 核反應爐：慢化劑與結構材。
• 潤滑：乾式潤滑（鎖芯、鉛筆粉）。

歷史#

• 1564 年：博羅代爾礦發現，英國皇室管控成戰略資源。
• 1795 年：Conté 以石墨粉＋黏土燒結製筆芯，突破原料依賴。
• 1942 年：芝加哥一號堆以 360 噸石墨建成，首次可控核反應。
• 1991 年：鋰離子電池以石墨為負極商用，開啟移動時代。
• 2004 年：膠帶剝離出石墨烯，開啟二維材料革命。
• 今日：電動車使石墨成戰略礦物，合成石墨與天然石墨供應鏈競爭激烈。

影響#

石墨是「黑色千面手」：一支鉛筆寫下了四百年的學習與創作，一座石墨堆開啟了核時代，一層石墨負極支撐著全球電動車革命；從碳纖維到石墨烯，碳材料家族的每一步都始於這塊黑色石頭。

相關條目#

• 鉛筆、鋰電池、石墨烯