简而言之，石墨的耐温性非常出色，但这完全取决于其环境。 虽然它在惰性气氛中能稳定承受数千度的高温，但在存在氧气的情况下，它在大约 700°C (1292°F) 的温度下就开始氧化和降解。
石墨耐温性的决定性限制不是熔点，而是一种化学反应。只有在没有氧气的环境（如真空或惰性气体）中，它才能在极端温度下表现出卓越的性能。
石墨稳定性的两种条件
石墨没有单一的失效温度。它的性能上限由化学环境决定，这为其应用创造了两种截然不同的情况。
在惰性气氛中的稳定性
在无氧（惰性）环境中，例如真空或充满氩气的炉内，石墨的热稳定性非同寻常。它是已知耐热性最高的材料之一。
这一特性使其成为高温应用的理想选择，例如在可以排除氧气的炉电极、加热元件和耐火内衬中。
在空气中的氧化极限
在有氧气存在的情况下，石墨的稳定性会大大降低。它在大约 700°C 时开始与氧气反应——这个过程称为氧化。
这个化学反应会将固态石墨转化为二氧化碳气体（C + O₂ → CO₂），导致材料降解和质量损失。这是石墨在开放式应用中的实际温度限制。
为什么环境是关键因素
理解基本原理可以解释为什么气氛是最重要的变量。
失效是化学反应，而非熔化
石墨在空气中失效不是像熔化那样的物理变化。它是一种化学变化。碳原子被氧气剥离，从根本上分解了材料。
在标准压力下，石墨不会熔化。相反，它会在极高的温度下（远超 3000°C）升华（直接从固态变为气态）。然而，氧化反应发生在远低于此的温度下，使其成为更常见和更紧迫的限制因素。
基本热力学稳定性
在正常条件（298 K 和 1 atm）下，石墨是纯碳中最稳定的形式。从热力学上讲，它比金刚石更稳定，尽管能量差异很小。
这种固有的稳定性使其能够承受极端高温，前提是它能免受氧气等化学活性元素的影响。
为您的应用做出正确的选择
要有效利用石墨，您必须将其特性与操作环境相匹配。
- 如果您的主要关注点是在开放空气中使用高温： 石墨不适合在 700°C 以上持续使用，因为氧化会导致快速降解。
- 如果您的主要关注点是在真空或惰性气体中运行： 石墨是一个绝佳的选择，它能在远超大多数金属和陶瓷的温度下保持其结构完整性。
归根结底，要利用石墨的潜力，就必须控制其气氛。
摘要表：
| 环境 | 近似温度限制 | 关键行为 |
|---|---|---|
| 惰性气氛（真空/氩气） | > 3000°C（升华点） | 极佳的稳定性；无熔化或氧化 |
| 空气（有氧气） | ~700°C (1292°F) | 开始氧化，导致材料降解 |
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