Графит — одна из трех кристаллических форм элемента углерода; два других — алмаз и фуллерены (в том числе углеродные нанотрубки и графен). Графит встречается в природе в земле и при стандартных условиях является наиболее стабильной формой углерода. Этот минерал используется в самых разных областях, от карандашей до смазок и батарей, до других, более экстремальных применений, таких как ядерный синтез и термоядерный реактор.
Свойства графита
Графит — это встречающаяся в природе форма элемента углерода. Он имеет цвет от черного до стально-серого, непрозрачный и с характерной мягкой смазывающей текстурой. Графит имеет две кристаллические структуры; гексагональный (альфа) и ромбоэдрический (бета). Обе кристаллические структуры обладают высокой степенью анизотропии, которая в значительной степени определяет свойства графита, особенно электрические и механические.
Графит по ссылке https://eaunioncn.com/grafit/grafit-osoboj-chistoty/ признан отличным проводником тепла и электричества, демонстрирует наивысшую естественную прочность и жесткость по сравнению со всеми другими минералами, обладает стойкостью к химическому воздействию и выдерживает высокие температуры (выше 3600 ° C (6500 ° F)).
Графит против алмаза
Графит и алмаз имеют очень разные атомные структуры. Атомы углерода в алмазе расположены тетраэдрически в трехмерной структуре, состоящей из бесконечной сети атомов. Механически прочная тетраэдрическая структура обеспечивает его превосходные свойства, включая чрезвычайно высокую твердость, прочность, долговечность и теплопроводность. Алмаз — самый твердый материал по шкале Мооса.
Для сравнения, атомы углерода в графите расположены в двумерной бесконечной сети графеновых листов, которые уложены друг на друга, образуя трехмерную структуру. Эта плоская структура графита объясняет его особые физические свойства. Графит широко используется в карандашах, потому что его слои легко раскалываются или разделяются. Твердость графита меньше 1 по шкале Мооса. Благодаря своей слоистой структуре графит обладает сильно анизотропными свойствами. Например, его теплопроводность составляет 398 Вт / м · К параллельно слоям, но только 2,2 Вт / м · К перпендикулярно к ним. Графит, в отличие от алмаза, является относительно хорошим проводником и поглотителем света [5].
Появление графита
Графит образуется, когда углерод в земной коре и верхней мантии подвергается воздействию высоких температур и давления. Большая часть графита, обнаруженного на поверхности Земли, присутствует на границах плит, где залежи сланцев и известняков подвергаются воздействию тепла и давления в результате регионального метаморфизма.
Если графит обнаружен в горных породах в высокой концентрации, его можно добывать и дробить до тех пор, пока он не освободит хлопья графита. Некоторое количество графита образуется в результате метаморфизма угольных пластов, где пласты соответствуют исходному слою угля.
Другие небольшие количества образуются в результате реакции углеродных соединений во время гидротермальных метаморфических процессов. В этой форме графит является высококристаллическим. Очень небольшое количество присутствует в качестве первичного минерала в магматических породах, таких как поток базальтов, сиенит и пегматит.
Применение графита
Некоторые из наиболее распространенных применений графита:
- Письменные и художественные приложения. Графит использовался в качестве письменного материала с шестнадцатого века. Карандаши являются самым старым и наиболее известным средством его применения и состоят из смеси чешуек графита и глины в качестве связующего материала.
- Смазочные материалы. Атомы углерода образуют прочную структуру, расположенную слоями a
