- Gdzie występuje grafit?
- Jakie właściwości ma grafit?
- Jakie zastosowanie ma grafit?
Grafit został odkryty w 1779 roku przez K. Scheele. Ze względu na swoją miękką formę znalazł zastosowanie m.in. w gospodarstwach, gdzie służył do oznaczania zwierząt wypasanych na łąkach. Szybko odkryto inne, pożyteczne właściwości minerału, co pozwoliło na jego wykorzystanie m.in. przy produkcji kul armatnich. Chemiczna budowa grafitu jest prosta. Tworzące go atomy węgla kształtem przypominają plastry miodu, które ułożone są na sobie warstwami. Ze względu na ich słabe oddziaływanie, minerał jest w dotyku miękki.
Odmianą grafitu naturalnego jest grafit płatkowy, wykorzystywany głównie w przemyśle. Pozyskuje się go z rud zawierających 10% węgla, które poddawane są oczyszczaniu i rafinacji. Otrzymany grafit płatkowy ma postać proszku. Stanowi idealny produkt do wyrobu past i smarów.
Dalsza część artykułu pod materiałem wideo
Występowanie grafitu
Grafit jest produktem końcowym procesu zmetamorfizowania skał i substancji organicznych bogatych w węgiel. Często występuje nie sam, lecz wraz z: granitem, gabrem, pirytem, kalcytem lub markasytem. W Polsce znajdowany głównie w skałach metamorficznych, np. w Tatrach, a największym obszarem jego występowania jest Śląsk. Jednak największe złoża grafitu znajdują się w Chinach – pokrywają aż 80% całkowitego obszaru występowania minerału na świecie. Ponadto pozyskiwany jest również w Korei Południowej, Indiach, Brazylii, Sri Lance, Madagaskarze i na Ukrainie. Minerał może też być otrzymywany sztucznie. Jego syntetycznym odpowiednikiem jest koks petrochemiczny, który miesza się z pakiem. Mieszanka zostaje poddana procesom podgrzewania i grafityzacji, co pozwala otrzymać produkt będący odpowiednikiem naturalnego minerału.
Właściwości grafitu
Grafit to minerał o ciemnoszarej barwie i metalicznym połysku. Jest tłusty i brudzący w dotyku, bardzo dobrze też przewodzi ciepło i prąd. Minerał nie rozpuszcza się ani w wodzie, ani też pod wpływem wysokiej temperatury. Dzięki prostej budowie ułatwiającej utylizację, właściwości chemiczne grafitu pozwalają na sklasyfikowanie go jako minerału ekologicznego. Poddawany zniszczeniu, nie wydziela toksycznych substancji i nie zagraża środowisku. Budowę grafitu tworzą niewielkie monokryształy, z których każdy wykazuje bardzo dużą odporność na ściskanie. W procesie krojenia lub ścierania minerału na proszek każda z powstałych drobin zachowuje swoje właściwości dzięki przestrzennej budowie cząsteczek grafitu i łatwości zrywania wiązań między nimi.
Jakie inne właściwości ma grafit?
- jest minerałem rozszerzalnym, co pozwala na jego łatwe formowanie,
- spowalnia procesy spalania,
- jako kompozyt redukuje zużycie i tarcie,
- nie koroduje,
- jest antystatyczny.
Zastosowanie grafitu
Ze względu na swoje właściwości grafit znalazł szerokie zastosowanie praktyczne. Większości osób kojarzy się tylko z wkładem do ołówków. Tymczasem minerał przewodzi prąd i jest odporny na działanie wysokich temperatur, co pozwala wykorzystywać go w przemyśle.
Najczęstsze zastosowania grafitu:
- w nauce jako materiał do określania skał metamorficznych,
- do produkcji grafitu ołówków,
- jako główny składnik czarnych farb,
- jako składnik cegieł ogniotrwałych,
- do produkcji elektrod,
- do wyrobu suchego smaru i past,
- jako składnik środków polerskich,
- do produkcji naczyń ognioodpornych,
- do zbrojenia materiałów kompozytowych,
- jako część kolektorów napięcia,
- do produkcji pasków i pierścieni urządzeń narażonych na działanie wysokich temperatur,
- jako łącznik stali z metalami nieżelaznymi,
- jako główny składnik okładzin hamulcowych,
- do produkcji farb o właściwościach przeciwkorozyjnych,
- jako składnik materiałów wybuchowych,
- wymieszany z gliną jest wykorzystany do topienia metali,
- w produkcji: powłok antystatycznych, kurtyn przeciwwybuchowych, folii górniczych,
- jako składnik impregnatów i materiałów izolacyjnych,
- przy produkcji akcesoriów elektrotechnicznych.
Obróbka grafitu jest trudna. Zmielony lub pokrojony minerał ze względu na swoją miękkość szybko zmienia się w smar. Z tego względu dla zachowania jego formy często dodaje się niewielką ilość glinki. Aby spełniał funkcje ochronne i zabezpieczające (jako forma izolacyjnych okryć), mieszany jest z wodą lub alkoholem. Obróbki grafitu zwykle przeprowadzane są w bardzo wysokich temperaturach sięgających kilku tysięcy stopni Celsjusza.
Zobacz także:
- Diament, czyli potęga węgla
- Stal nierdzewna - jakie są rodzaje, skład, właściwości i zastosowanie stali nierdzewnej?
- Grafen - supermateriał przyszłości. Poznaj jego sekrety
Autor: Adrian Adamczyk
Źródło zdjęcia głównego: FactoryTh/GettyImages