흑연은 거의 모순되는 다양한 용도로 사용됩니다. 탄소 동소체이며 세계에서 가장 부드러운 미네랄 중 하나이며 필기구에서 윤활유에 이르기까지 다양한 용도로 사용됩니다. 스포츠 장비에 사용되는 초강력 소재 인 그래 핀의 1 원자 두께 실린더로 만들 수 있습니다. 흑연은 금속처럼 행동하고 전기를 전도 할 수 있지만 고온에 견디는 비금속으로도 사용할 수 있습니다.
결정 구조
흑연은 암석 골절 내에서 박편과 정맥 또는 무정형 덩어리로 자연적으로 발생합니다. 흑연의 기본 결정 구조는 육각형 셀에서 강하게 결합 된 탄소 원자의 평평한 시트입니다. 그래 핀이라고하는이 시트는 서로 위에 쌓여 볼륨을 생성하지만 시트 사이의 수직 결합은 매우 약합니다. 이러한 수직 결합의 약점으로 인해 시트가 서로 쪼개지고 미끄러질 수 있습니다. 그러나 그래 핀 시트를 수평으로 정렬하고 압연하면 결과물은 강철보다 100 배 더 강합니다.
글과 예술가의 자료
"납"연필심은 점토와 흑연의 혼합물로 만들어집니다. 느슨하게 쪼개진 흑연 조각이 종이를 표시하고 점토가 결합 재료 역할을합니다. 코어의 흑연 함량이 높을수록 연필이 부드러워지고 흔적이 어두워집니다. 납 연필로 알려진 것에는 납이 없습니다. 그 이름은 흑연이 금속성 외관 때문에 "plumbago"또는 "black lead"라고 불렸을 때 유럽에서 유래되었습니다. 그라파이트를 마커로 사용한 것은 영국 북부의 16 세기부터 시작되었으며, 지역 전설에 따르면 목자들이 새로 발견 된 그라파이트 퇴적물을 양을 표시하기 위해 사용했다고합니다.
윤활유 및 내화물
흑연은 대기의 수증기와 반응하여 인접한 표면에 박막을 증착하고 그 사이의 마찰을 줄입니다. 오일에 서스펜션을 형성하고 움직이는 두 부품 사이의 마찰을 낮 춥니 다. 그래파이트는 이러한 방식으로 최대 섭씨 787도 (화씨 1,450도)의 윤활유로, 최대 섭씨 1,315도 (화씨 2,399도)의 고착 방지 물질로 작동합니다. 흑연은 화학적 변화없이 고온을 견디기 때문에 일반적인 내화물입니다. 철강 및 유리 제조에서 철 가공에 이르기까지 다양한 제조 공정에 사용됩니다. 또한 자동차 브레이크 라이닝의 석면 대체물입니다.
리튬 이온 배터리
리튬 이온 배터리에는 리튬 음극과 흑연 양극이 있습니다. 배터리가 충전되면 전해액의 양극으로 충전 된 리튬 이온 (리튬 염 용액)이 흑연 양극 주위에 축적됩니다. 리튬 양극은 더 강력한 배터리를 만들 수 있지만 리튬은 충전 될 때 상당히 팽창합니다. 시간이 지남에 따라 리튬 음극의 표면이 갈라져 리튬 이온이 빠져 나갑니다. 이들은 차례로 배터리를 단락시킬 수있는 과정에서 수상 돌기라고 불리는 성장을 형성합니다.
그래 핀 기술
압연 단일 그래 핀 시트는 강철보다 10 배 가볍고 100 배 더 강합니다. 이러한 압연 시트를 그래 핀이라고도하며이 흑연의 파생물은 가장 강력하게 식별 된 소재이며 초강력 경량 스포츠를 만드는 데 사용되었습니다. 장비. 높은 전기 전도성, 낮은 흡광도 및 내 화학성은 미래를위한 이상적인 소재로 만듭니다. 인공 심장, 유연한 전자 장치 및 항공기와 같은 의료용 임플란트를 포함한 응용 분야 부속.