李焕同， 曹代勇， 邹晓艳， 朱志蓉， 张卫国， 夏 炎

1. 西安科技大学地质与环境学院， 陕西 西安 710054

2. 陕西省煤炭绿色开发地质保障重点实验室， 陕西 西安 710054

3. 中国矿业大学(北京) 地球科学与测绘工程学院， 北京 100083

4. 宁夏回族自治区煤炭地质局， 宁夏 银川 750011

引 言

煤或煤系有机碳经热变质及构造应力作用可演变为具三维有序结构的隐晶质石墨[1-4]。 近年来研究显示， 高煤级煤在石墨化过程中呈现不同程度类似石墨的物理化学特征和工艺性质(良好的耐高温、 润滑性、 导电性、 导热性、 热稳定性和可塑性等)， 煤系石墨在传统领域和战略新兴领域已经得到广泛应用[2]， 作为重要工业原料支持着新时期国民经济高质量发展。 因此， 利用快捷、 可靠、 无损的技术来探索控制其物理行为的关键参数是非常有意义的。

有机质演化是连续性过程， 石墨化作用作为煤化作用的延续， 其趋势是结构有序化、 化学成分单一化(增碳脱氢及异种元素排出的过程)， 结构缺陷逐渐消亡。 煤化作用向石墨化作用是连续性和非线性(存在跃变)演化的[3-4]， 是高煤级煤中芳香晶核经历芳构化、 环聚合、 拼叠作用和秩理化作用， 各种组分有序轨迹演化极其复杂， 非定向的芳香碳经过一系列的微观结构和化学成分的变化产生各种中间相态， 可划分为煤(无烟煤)、 半石墨和石墨等类型[2]。 高煤级煤石墨化轨迹可按有序化增加的三阶段模型来表述[3]， 即无定形碳(无烟煤)至变无烟煤阶段、 变无烟煤至半石墨阶段及石墨阶段。……