曾幾何時(shí)石墨只是一個(gè)邊緣產(chǎn)業(yè)，作為工業(yè)的配角出現在人們的視野中，而今，隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，石墨產(chǎn)業(yè)逐漸從傳統產(chǎn)業(yè)轉變?yōu)閼鹇孕孕屡d產(chǎn)業(yè)，石墨被譽(yù)為“黑色的金子”成為支撐高新技術(shù)發(fā)展的重要戰略資源。“寡占性”是我國石墨產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢之一，我國是石墨儲量大國、生產(chǎn)大國、消費大國、出口大國，中國石墨產(chǎn)業(yè)在全球具有舉足輕重的地位。
美國氣象學(xué)家洛倫茲用“亞馬遜雨林一只蝴蝶翅膀偶爾振動(dòng)，也許兩周后就會(huì )引起美國得克薩斯州的一場(chǎng)龍卷風(fēng)”來(lái)解釋蝴蝶效應，而今，小到僅有方寸的石墨也正在掀起這樣的變化。
資源優(yōu)勢：“聚寶盆”上的隱憂(yōu)
由于石墨新材料所具有的優(yōu)異特性，有業(yè)內人士甚至認為，石墨將取代硅在電子領(lǐng)域的應用，人類(lèi)將從“硅時(shí)代”進(jìn)入“石墨時(shí)代”。
優(yōu)良的特性，加上應用領(lǐng)域眾多，使石墨產(chǎn)業(yè)擁有廣闊的發(fā)展空間。按照國家提出的2020年電動(dòng)汽車(chē)數量占所有交通車(chē)輛10％的發(fā)展目標，預計僅動(dòng)力電池所需的石墨負極材料將達到15萬(wàn)噸，市場(chǎng)容量將達到500億元。在軍工和民用的應用領(lǐng)域，柔性石墨產(chǎn)品已呈現出替代傳統產(chǎn)品的發(fā)展趨勢，僅石墨空調葉脈板產(chǎn)品，市場(chǎng)空間就達到500億元。石墨新材料的美好發(fā)展前景不容置疑，而在人們趨之若鶩之時(shí)，石墨產(chǎn)業(yè)的諸多問(wèn)題也凸顯出來(lái)。
盡管中國石墨資源豐富，但是在資源利用上呈現的問(wèn)題不容忽視。尤其是石墨資源的無(wú)節制開(kāi)采和石墨原礦的大量出口，已使我國多處石墨礦幾近枯竭，有人甚至擔心石墨產(chǎn)業(yè)將步稀土的后塵。從事石墨應用研發(fā)多年的武漢理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院教授張凌燕認為，中國石墨儲量雖大，但是由于每年的產(chǎn)量占到全球產(chǎn)量的70％，隨著(zhù)我國石墨資源的消耗，以及其他國家找礦工作的深入開(kāi)展，更多的石墨礦被發(fā)現，未來(lái)我國石墨資源占全球的比例將不斷減少，屆時(shí)可能失去在石墨產(chǎn)業(yè)上的話(huà)語(yǔ)權。
在我國大量出口石墨初級品的同時(shí)，美國、日本、韓國等國家卻早已把石墨列入國家戰略資源，進(jìn)行立法保護，有的國家封存了自己的石墨礦山，嚴控開(kāi)采，甚至將部分進(jìn)口的石墨儲藏起來(lái)，以備將來(lái)使用，這不能不引起我們的警惕。
我國生產(chǎn)的石墨制品絕大部分是初級產(chǎn)品，因為產(chǎn)能過(guò)剩，無(wú)序競爭，壓制了價(jià)格，出口產(chǎn)品每噸價(jià)格不及3000元，而進(jìn)口的高附加值石墨產(chǎn)品每噸價(jià)格高達50多萬(wàn)元，價(jià)格相差100多倍，這成為石墨產(chǎn)業(yè)慘遭口誅筆伐的“經(jīng)典事例”。我國石墨產(chǎn)品懸殊的進(jìn)出口價(jià)格，意味著(zhù)石墨資源的低價(jià)流失，蒙受巨大損失。究其原因，既有國外對我國實(shí)行石墨加工技術(shù)封鎖，也有我國尚沒(méi)有攻破關(guān)鍵技術(shù)的癥結。
內蒙古日新集團董事長(cháng)張彬對中國石墨產(chǎn)業(yè)的現狀十分擔心。“中國石墨界如果再走低端路線(xiàn)，恐怕就連做苦勞力的資格都沒(méi)有了！”他認為，石墨對于工業(yè)發(fā)展的重要意義，比稀土有過(guò)之而無(wú)不及。國家層面應該更多地關(guān)注這一產(chǎn)業(yè)的轉型升級。
由于我國并不掌握石墨深加工核心技術(shù)，而先進(jìn)石墨加工技術(shù)被美日歐盟等少數國家壟斷，導致我國石墨資源“低出高進(jìn)”，外國“以購代采”的狀態(tài)長(cháng)期存在。
石墨烯：一個(gè)概念引領(lǐng)的“創(chuàng )新運動(dòng)”
在制造大國雄心的催生下，“材料之王”行業(yè)正呈現出燥熱癥。誰(shuí)是材料之王？誰(shuí)的出現被稱(chēng)為“徹底改變21世紀”？越來(lái)越多的答案指向石墨烯。
石墨烯目前是世界上最薄的材料，只有一個(gè)原子的厚度，卻比最好的鋼材堅韌百倍，而且導電性、導熱性也遠超其他材料，幾乎完全透明，又有很好的彈性，其無(wú)可比擬的材料性能堪稱(chēng)完美，因此被稱(chēng)為“新材料之王”?？蓮V泛應用于半導體、新能源、柔性電子傳感器、復合材料、生物醫藥等領(lǐng)域。
厚度僅為頭發(fā)絲的20萬(wàn)分之一，強度是鋼的200倍，即便大角度彎曲也不會(huì )斷裂，石墨烯具有很多獨特的優(yōu)良性能，這些獨特性能一旦實(shí)現產(chǎn)業(yè)化應用，將對多個(gè)領(lǐng)域帶來(lái)革命性的變革。未來(lái)，石墨烯一旦實(shí)現產(chǎn)業(yè)化應用技術(shù)突破，應用前景廣闊，無(wú)可限量，能撬動(dòng)千億元的產(chǎn)業(yè)規模。
但這一新興產(chǎn)業(yè)在加速發(fā)展的同時(shí)，重上游輕下游、重科研輕應用、重噱頭輕實(shí)干等“泡沫化”端倪初顯，若放任自流，恐將導致我國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展“起大早、趕晚集”。
一個(gè)產(chǎn)業(yè)的興起往往要經(jīng)歷6個(gè)階段：技術(shù)概念期、產(chǎn)品導入期、市場(chǎng)擴張期、并購競爭期、成熟調整期、產(chǎn)業(yè)衰退期。目前石墨烯產(chǎn)業(yè)正在從技術(shù)概念期向產(chǎn)品導入期過(guò)渡，尚未形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈。一位業(yè)內人士毫不諱言地指出，“現在石墨烯產(chǎn)業(yè)上中游發(fā)展火熱，下游應用一直是短板，缺乏大規模應用是制約行業(yè)發(fā)展的主要瓶頸，關(guān)鍵在于如何將實(shí)驗室的技術(shù)導入到下游的應用中。”
目前行業(yè)還沒(méi)有形成盈利模式，市場(chǎng)尚處于培育階段。在研發(fā)方面需要投入大量資金，而下游應用市場(chǎng)尚未打開(kāi)，產(chǎn)品銷(xiāo)售額低。目前國內生產(chǎn)和應用開(kāi)發(fā)石墨烯產(chǎn)品的企業(yè)多為中小企業(yè)和初創(chuàng )企業(yè)，資金、人員和研發(fā)實(shí)力都相對較弱。因此，高技術(shù)水平、低成本制備技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化應用開(kāi)發(fā)，還未取得實(shí)質(zhì)性突破，這也成為制約我國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。
當前石墨烯市場(chǎng)亟待規范，很多企業(yè)只是在炒概念，如行業(yè)無(wú)序發(fā)展將會(huì )導致惡性競爭，對整個(gè)行業(yè)發(fā)展產(chǎn)生致命危害。必須建立健全行業(yè)規范，避免惡性競爭。認為，目前石墨烯應用技術(shù)多處于中試階段，市場(chǎng)不確定性較大。投資者應理性投資，理性判斷行業(yè)發(fā)展趨勢，避免跟風(fēng)炒作。同時(shí)應發(fā)揮政府資金的引導作用，以市場(chǎng)應用為導向，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展。
當下，國際鼓勵發(fā)展新材料產(chǎn)業(yè)，石墨烯成為其有力支撐，加之其巨大的商業(yè)價(jià)值，政企高漲的投資熱情致使大批資金流向石墨烯領(lǐng)域，行業(yè)規模急速膨脹，“泡沫化”傾向初顯。除江蘇外，重慶、寧波、青島、德陽(yáng)、河北、北京等地亦在布局石墨烯產(chǎn)業(yè)。重慶將石墨烯列為十大戰略性新興產(chǎn)業(yè)之一，寧波發(fā)布了《寧波市石墨烯技術(shù)創(chuàng )新與產(chǎn)業(yè)中長(cháng)期發(fā)展規劃（2014~2023）》，目標在10年內將石墨烯產(chǎn)業(yè)打造成為具有千億元級產(chǎn)值規模的優(yōu)勢與特色產(chǎn)業(yè)。
部分專(zhuān)家認為，現下的石墨烯熱與當年的造船、光伏投資沖動(dòng)如出一轍，反映出企業(yè)和政府根深蒂固的投機性。一位石墨烯企業(yè)負責人甚至直言，這固然有企業(yè)家的盲目，但更多是地方政府的GDP沖動(dòng)，背后蘊藏的“泡沫化”風(fēng)險不容小視。
產(chǎn)業(yè)前景：“工業(yè)味精”的深度催化
作為一種戰略性礦產(chǎn)資源，石墨不僅普遍應用于電極、電池、染料、墨粉等一般工業(yè)和消費領(lǐng)域，還廣泛用于核電、化工、航天、軍事、冶金、電子、機械等特殊工業(yè)領(lǐng)域。在發(fā)達國家，石墨產(chǎn)品已作為新材料技術(shù)的代表，得到了充分開(kāi)發(fā)和研究。石墨所特有的金屬和非金屬雙重的工藝技術(shù)特性決定了石墨產(chǎn)品必然成為新材料工業(yè)的前沿技術(shù)之一。
在我國，傳統產(chǎn)業(yè)中不乏石墨的身影。石墨的一個(gè)主要用途是生產(chǎn)耐火材料，包括耐火磚、坩堝，連續鑄造粉，鑄造芯，鑄模洗滌劑和耐高溫材料。近20年來(lái)，耐火材料工業(yè)中兩個(gè)重要的變化是鎂炭磚的煉鋼爐內襯中被廣泛應用，以及鋁碳磚在連續鑄造中的應用。使石墨耐火材料與煉鋼業(yè)緊密相連，全世界煉鋼業(yè)約消耗70%的耐火材料。
在耐腐蝕材料領(lǐng)域，石墨具有良好的化學(xué)穩定性。經(jīng)過(guò)特殊加工的石墨，具有耐腐蝕、導熱性好、滲透率低等特點(diǎn)，而廣泛用于制作熱交換器、反應槽等設備。
在原子能工業(yè)和國防工業(yè)領(lǐng)域，石墨具有良好的中子減速性能，最早作為減速劑用于原子反應堆中，鈾——石墨反應堆是目前應用較多的一種原子反應堆。
在導電材料領(lǐng)域，石墨就是早期電氣工業(yè)中廣泛用來(lái)做電源、電刷、碳棒、水銀整流器的正極、石墨墊圈、電話(huà)零件、電視機顯像管額涂層等等。其中以石墨電極應用最廣，在冶煉各種合金鋼、鐵合金時(shí)，使用石墨電極，這時(shí)強大的電流通過(guò)電擊導入電爐的熔煉區，產(chǎn)生電弧，使電能轉化為熱能，溫度升高到2000攝氏度左右，從而達到熔煉或反應的目的。而隨后以石墨烯為基底的導電漿料的誕生，又將石墨導電性能無(wú)限擴大。
在廣泛散發(fā)光和熱的背景下，石墨在新興的新能源汽車(chē)、風(fēng)力發(fā)電、環(huán)境治理等行業(yè)的應用潛力巨大。
有媒體報道稱(chēng)，未來(lái)隨著(zhù)石墨產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，和人們對石墨性能的深度認知，將會(huì )無(wú)限擴展石墨的應用領(lǐng)域。
比如固體潤滑材料。石墨層間微弱的分子鍵使石墨本身成為很好的固體潤滑材料。例如，將鉛筆中的鉛粉加到鎖眼中，鎖會(huì )很容易打開(kāi)。將氟插入石墨層間，制備的氟化石墨，是最好的固體潤滑劑和防水劑，在機械制造、國防工業(yè)有著(zhù)重要的應用。
再如密封材料。利用硫酸等插層可制備膨脹石墨、生產(chǎn)柔性石墨紙。這種石墨紙能夠充分發(fā)揮石墨的化學(xué)穩定性、高溫穩定性，在高溫、腐蝕性強的環(huán)境中、仍然能夠起到很好的密封作用。裁剪成密封墊片等，是非常好的固體密封材料。用在防火門(mén)窗中，能起到很好的密封防火作用。
又如環(huán)保材料和石墨儲能材料。碳石墨材料在石油廢水處理、污染水質(zhì)處理、大氣污染治理和電磁污染防治中歐狂擴前景。對天然石墨進(jìn)行特殊熱處理形成膨脹石墨后，有大量孔隙存在，密度很低。用作吸附材料，其吸附浮油的性能超出活性炭，可在很短時(shí)間內吸附水面浮油，治理石油廢水。這種石墨能夠重復使用，成本低、具有很好的應用前景。將碳石墨材料與樹(shù)脂和水泥復合，所得材料能夠用作防靜電材料、電磁屏蔽材料等。同時(shí)，特殊的結構特點(diǎn)使石墨能夠成為性能優(yōu)異的儲能材料。在風(fēng)能、太陽(yáng)能、核能、電能等新能源領(lǐng)域有很大應用潛力。
小小的一片石墨，掀起了一場(chǎng)場(chǎng)產(chǎn)業(yè)革命，盡管這個(gè)產(chǎn)業(yè)還并不完善，還有諸多的問(wèn)題與隱憂(yōu)，但這絲毫不能阻止中國石墨產(chǎn)業(yè)前進(jìn)的步伐。問(wèn)題是時(shí)代的聲音，同時(shí)也是倒逼產(chǎn)業(yè)轉型升級的重要推手，相信石墨在解決的問(wèn)題過(guò)程中將會(huì )摸索出一條適合中國石墨產(chǎn)業(yè)發(fā)展的終極道路，讓“方寸之間”的石墨成為塑造“大千世界”的重要力量。
資料來(lái)源：中國建材報
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