Каковы свойства графита?

Графит является аллотропом элемента углерода, что означает, что он является одной из ряда различных форм чистого элемента с уникальным расположением его атомов по сравнению с другими формами углерода. Расположение атомов углерода в молекулах графита дает этому веществу некоторые уникальные свойства. Он может использоваться в качестве смазки и обладает характеристиками, которые обычно относятся только к металлам. Это также похоже, в некотором смысле, на уголь. Это необычное сочетание характеристик делает графит пригодным для ряда различных применений.

Название вещества графита было придумано немецким геологом в 18 веке, который адаптировал греческое слово «графо», означающее «писать», из-за его использования в карандашах, которое до сих пор широко распространено в наши дни. В этом приложении графит часто называют «карандашом» или «свинцом», но это вводит в заблуждение, поскольку он вообще не является свинцом. Графит - это природный минерал, состоящий из чистого элементарного углерода.

Физические свойства графита очень похожи на уголь. Его молекулы расположены в шестиугольных решетках, которые образуют листовые структуры. Именно эта молекулярная конфигурация способствует превосходным свойствам графита в качестве смазочного материала, как в сухом виде, так и в виде суспензии в жидкости, обычно в масле. Это один из самых мягких природных минералов, который легко поцарапать ногтем. Это выглядит как темное, серебристое тело.

Как и уголь, с которым он химически идентичен, графит иногда встречается в крупных жилах в определенных метаморфических породах или в виде мелких рассеянных чешуек в различных минералах. Однако свойства графита делают его непригодным для использования в качестве топлива, так как его очень трудно сжигать. Аналогично, графит химически очень стабилен и почти инертен.

Одним из наиболее интересных свойств графита является его проводимость. Графит проводит электричество, что необычно для вещества, которое не является металлом, тем более что, по крайней мере, еще один аллотроп из элементарного углерода, алмаз, вообще не является проводящим и фактически является очень хорошим изолятором. Однако он не такой проводящий, как металл, и иногда классифицируется как полупроводник. Еще одно интересное свойство графита - его сильные анизотропные свойства теплопроводности и звука. Это означает, что он хорошо передает тепло и звук в одном направлении, а в других - плохо.

Наука и промышленность нашли много применений для графита. Помимо применения в качестве наполнителя для карандашей и широкого спектра высокоэффективных смазочных материалов, свойства графита делают его пригодным для использования в производстве стали, легких, высокопрочных композитных материалов и в качестве компонента для композитных тормозных колодок, среди множества других использование. Его мягкость может показаться странным выбором для высокопрочных композитов, таких как те, которые используются в лыжах и удочках, но, хотя плоские листовые образования его молекул делают его мягким, эти листы можно свернуть и сформировать в волокна с огромной прочностью благодаря мощные связи между отдельными атомами.