Свойства графита и его применение

Графит является безопасным для окружающей среды материалом, обладающим уникальными свойствами. Он необходим для многих высокотехнологичных областей применения. Темпы ежегодного прироста его применения постоянны — примерно 5%. Ввиду его экономической важности, а также того, что имеющиеся в настоящее время мощности по добыче графита практически все сосредоточены в Китае, он классифицируется в Европейском союзе и США как стратегический минерал.

Перспективные свойства графита:

• Высокая термостойкость;
• Теплостойкость при температурах выше 3000 °C (без кислорода);
• Не плавится при нормальном давлении, но подвергается сублимации при 3.652 °C;
• Окисление начинается при температуре примерно 500 °C — 600 °C;
• Отличная проводимость тепла и электричества;
• Между слоями графена можно вставлять другие молекулы;
• Способность накапливать энергию (литий-ионные батарейки);
• Очень хорошая природная смазка при ослаблении связей между отдельными слоями;
• Интеркалированный (вспученный) графит отличный адсорбент для нефтепродуктов;
• Только сильно окисляющие кислоты и галогены (F, Cl, Br, J) могут воздействовать на графит: он очень устойчив к коррозии;
• Мягкий и гибкий;
• Серый, черный, стальной цвет, мелкодисперсный черный (карандаш);
• Черно-серый цвет (карандаш);
• Нетоксичен, химически инертен.

Применение графита

Благодаря своим уникальным свойствам графит может использоваться в разных областях:

Огнеупоры

Огнеупорная промышленность является крупнейшим потребителем графита. Она потребляет примерно половину добычи природного графита. Для огнеупорной промышленности привлекательны такие свойства графита как теплостойкость в сочетании с высокой стойкостью к термоударам.

Смазки

В высокотемпературных смазках основным компонентом является графит, особенно в процессах формования горячего металла:

• cмазки на основе графита, предназначенные для ковки;
• смазки на основе графита для тяжелонагруженных узлов трения;
• смазки на основе графита, используемые в моторостроении;
• cмазки на основе графита для производства бесшовных труб.

Батарейки / Энергосистемы

Графит обладает отличной электропроводностью и способностью накапливать молекулы между отдельными слоями графена. Эти свойства используются в энергетике:

• щелочно-марганцевые батарейки;
• литий-ионные/ литий-полимерные батарейки;
• топливные элементы.

Специальные области применения:

• Углеродные щетки;
• Фрикционные материалы, такие как тормозные накладки;
• Порошковая металлургия;
• Литейные производства;
• Производство карандашей;
• Изготовление уплотнителей.

Графит в соединениях

Графит используется в качестве добавки к полимерам для получения таких свойств как антистатическое поведение пластмасс. Две основные области применения:

• графит как антистатическая или проводящая добавка;
• графит как IR-блокатор в изоляционных материалах.