Vilka är grafitens egenskaper?
Grafit är en allotrop av elementet kol, vilket innebär att det är en av ett antal olika former av det rena elementet med ett unikt arrangemang av dess atomer, jämfört med andra former av kol. Arrangemanget av kolatomer i grafitmolekyler ger detta ämne några unika egenskaper. Det kan användas som smörjmedel och har egenskaper som normalt bara hänförs till metaller. Det liknar också på vissa sätt kol. Denna ovanliga kombination av egenskaper gör grafit lämplig för ett antal olika applikationer.
Namnet på ämnet grafit myntades av en tysk geolog på 1700-talet som anpassade det grekiska ordet "grafo", vilket betyder "att skriva" på grund av dess användning i pennor, en användning som fortfarande är vanligt idag. I den här applikationen kallas grafit ofta "blyerts" eller "bly" men detta är vilseledande, eftersom det inte är bly alls. Grafit är ett naturligt förekommande mineral som består av rent elementärt kol.
De fysiska egenskaperna hos grafit liknar mycket kol. Dess molekyler är arrangerade i hexagonformade galler som bildar arkliknande arrangemang. Det är denna molekylära konfiguration som bidrar till grafitens utmärkta egenskaper som smörjmedel, både i torr form och suspenderad i vätska, vanligtvis olja. Det är en av de mjukaste av alla naturligt förekommande mineraler och repas lätt med en nagel. Det framträder som ett mörkt, silverfärgat fast ämne.
Precis som kol, som den är kemiskt identisk med, hittas ibland grafit i stora vener i vissa metamorfa bergarter, eller som små spridda flingor i en mängd mineraler. Egenskaperna hos grafit gör den dock olämplig att använda som bränsle, eftersom den är mycket svår att bränna. På samma sätt är grafit kemiskt mycket stabil och nästan inert.
En av de mer intressanta egenskaperna hos grafit är dess konduktivitet. Grafit leder elektricitet, vilket är ovanligt för ett ämne som inte är en metall, särskilt eftersom åtminstone en annan elementär kolallotrop, diamant, inte alls är ledande och i själva verket är en mycket bra isolator. Den är dock inte lika ledande som metall och klassificeras ibland som halvledare. En annan av de intressanta egenskaperna hos grafit är dess starka anisotropa egenskaper hos värme och ljudledning. Detta innebär att den leder värme och ljud i en riktning mycket bra medan den gör det dåligt i andra riktningar.
Vetenskap och industri har funnit många användningsområden för grafit. Förutom dess applikationer som fyllmedel för pennor och ett brett utbud av mycket effektiva smörjmedel, gör grafitens egenskaper den lämplig för tillverkning av stål, lätt vikt, kompositmaterial med hög hållfasthet och som komponent för kompositbromsbelägg, bland många andra användningsområden. Dess mjukhet verkar göra det till ett konstigt val för kompositioner med hög hållfasthet som de som används i skidor och fiskestavar, men medan de platta formationerna i dess molekyler gör det mjukt, kan dessa ark rullas och formas till fibrer med enorm styrka på grund av de kraftfulla bindningarna mellan de enskilda atomerna.