Графит представляет собой природный элемент, неметалл; мягкий, легко раскалываемый минерал, относится к классу самородных элементов; является одной из аллотропных модификаций углерода. Это значит, что он принадлежит к группе веществ, имеющих единый химический состав, одну формулу (в случае с графитом это - углерод), но имеющих существенные различия в строении и свойствах. Кристаллическая решётка состоит из параллельных слоёв, состоящих из шестиугольников правильной формы.
Разновидности графита
Известно несколько политипов графита, что обусловливается особенностями структуры: слои кристаллической решётки могут быть расположены относительно друг друга по-разному, в результате возможно существование нескольких структур с разной последовательностью укладки слоёв кристаллической решётки.
Существует и аморфная разновидность этого элемента - шунгит. В пределах одного слоя атомы связаны друг с другом плотно, а связь между их слоями намного слабее; поэтому графит довольно легко сломать, даже при небольшом усилии.
Наиболее обширные и богатые месторождения находятся в России, Южной Корее, Канаде, Украине, Чехии, Бразилии, Китае, Мексике, Шри-ланке, Индии, Швеции.
В природе встречается в зоне каменного угля в виде плотных, кристаллических или же волокнистых включений в известковые и гранитные руды, слюду; в кристаллических сланцах, в магматических породах.
Образование
Образуется в вулканических горных породах при условии воздействия высоких температур. Масштабные залежи формируются в результате термического разложения каменного угля. Может быть различными способами синтезирован в искусственных условиях.
Свойства хорошо изучены и благодаря им данный элемент широко применяется.
Физические свойства графита
- цвет - в диапазоне от стального серого до чёрного;
- металлический блеск;
- "пишет" на поверхностях;
электрический ток проводит хорошо;- отличается повышенной теплопроводимостью;
- по шкале Мооса графит имеет низкую плотность - 1 (относительно мягкий) - в отличие от другой аллотропной модификации углерода - алмаза, который имеет максимальный индекс прочности по той же шкале;
- устойчив к нагреванию при условии отсутствия воздуха, не плавится;
- в случае воздействия трением расслаивается на отдельные частицы (данное свойство, например, используется при производстве карандашей).
Химические свойства
Химическая формула - С.
- способен реагировать с солями, щелочными металлами;
- в условиях высоких температур реагирует с кислородом;
- фторируется;
- в неокисляющих кислотах не растворяется.
Применение графита
Данный элемент является прочным лёгким в обработке материалом, благодаря чему снискал широкое применение в самых различных отраслях - машиностроении, металлургии, строительной отрасли и ювелирном деле.
В результате переработки физико-химические свойства могут изменяться, в связи с чем различают несколько марок, обладающих разными физико-химическими параметрами. Главным критерием для разделения на марки является степень очистки.
- Подлежит переработке с целью получения композиционных материалов. Углеродные материалы химически устойчивы по отношению ко многим агрессивным жидкостям, в растворах солей и органических растворителей.
- Изготовление плавильных плит (это возможно благодаря термостойкости в условиях вакуума и химической устойчивости к целому ряду веществ).
- Высокая электропроводность и химическая устойчивость делает возможным применение графита для изготовления нагревательных электродов.
- При получении химически активных металлов методом электролиза расплавленных соединений.
- Компонент смазочных материалов - твёрдых, жидких, комбинированных.
- В качестве наполнителя пластмасс.
- В комбинации с каолином графит используется для изготовления стержней для чёрных графитовых карандашей.
Изготовление тепловой защиты носового отдела возвращаемых космических аппаратов.- Для изготовления синтетических (искусственных) алмазов.
- Компонент токопроводящих клеёв.
- Используется в качестве одного из компонентов при изготовлении огнеупорного кирпича.
- Является одним из компонентов покрасочных средств, имеющих антикоррозионные свойства (так называемая графитовая краска), такие составы применяются для защиты чугунных, деревянных, алюминиевых, стальных и бетонных изделий.
- В медицине - компонент одного из гомеопатических средств, показанных при кожных заболеваниях.
Человечеству графит известен с древнейших времён, однако подробных сведений о его применении не получено в связи со сходством красящих свойств с аналогичными свойствами других химических соединений.
