Какое использование графита?

Графит имеет множество почти противоречивых применений. Аллотроп углерода и один из самых мягких минералов в мире, его область применения варьируется от письменных принадлежностей до смазочных материалов. Его можно превратить в цилиндр из графена толщиной в один атом - сверхпрочного материала, используемого в спортивном снаряжении. Графит может вести себя как металл и проводить электричество, но также как неметалл, устойчивый к высоким температурам.

Графит встречается в природе в виде чешуек и прожилок в трещинах горных пород или в виде аморфных комков. Основная кристаллическая структура графита представляет собой плоский лист из прочно связанных атомов углерода в гексагональных ячейках. Эти листы, называемые графенами, складываются друг над другом, чтобы создать объем, но вертикальные связи между листами очень слабые. Слабость этих вертикальных связей позволяет листам расслаиваться и скользить друг по другу. Однако, если лист графена выровнять и свернуть горизонтально, полученный материал будет в 100 раз прочнее стали.

Сердечники «свинцовых» карандашей изготовлены из смеси глины и графита. Слабо расколотые чешуйки графита маркируют бумагу, а глина действует как связующий материал. Чем выше содержание графита в сердцевине, тем мягче карандаш и тем темнее его след. В так называемых графитных карандашах нет грифеля. Название возникло в Европе, когда графит назывался «плюмбаго» или «черный свинец» из-за его металлического вида. Использование графита в качестве маркера датируется 16 веком на севере Англии, где, согласно местной легенде, пастухи использовали недавно обнаруженное месторождение графита для маркировки овец.

Графит вступает в реакцию с водяным паром из атмосферы, образуя тонкую пленку на любых прилегающих поверхностях и уменьшая трение между ними. Он образует суспензию в масле и снижает трение между двумя движущимися частями. Таким образом, графит работает как смазка при температуре до 787 градусов по Цельсию (1450 градусов по Фаренгейту) и как противозадирный материал при температуре до 1315 градусов по Цельсию (2399 градусов по Фаренгейту). Графит - распространенный огнеупорный материал, поскольку он выдерживает высокие температуры без химических изменений. Он используется в производственных процессах, от производства стали и стекла до обработки железа. Это также заменитель асбеста в автомобильных тормозных накладках.

Литий-ионные батареи имеют литиевый катод и графитовый анод. По мере зарядки аккумулятора положительно заряженные ионы лития в электролите - растворе литиевой соли - накапливаются вокруг графитового анода. Литиевый анод сделает батарею более мощной, но литий значительно расширяется при зарядке. Со временем поверхность литиевого катода трескается, что приводит к утечке ионов лития. Они, в свою очередь, образуют наросты, называемые дендритами, в процессе, который может вызвать короткое замыкание аккумулятора.

Прокатанные одиночные листы графена в 10 раз легче и в 100 раз прочнее стали. Такой прокатный лист также называют графеном, и это производное графита является мировым самый прочный из идентифицированных материалов, который использовался для создания сверхпрочных и легких спортивных изделий. оборудование. Его высокая электропроводность, низкое поглощение света и химическая стойкость делают его идеальным материалом для будущего. применения, в том числе в медицинских имплантатах, таких как искусственные сердца, гибкие электронные устройства и самолеты части.