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.
Графит – это одна из аллотропных форм углерода, который является 6ым элементом периодической таблицы элементов.
Минерал графит получил свое название в 1789 году от греческого слова “grafein”, которое означает “писать”. Обычно он образуется в результатепроцесса метаморфизма из органического углеродистого материала, но изредка путем гидротермических или других геологических процессов.
Типы природного графита
Природный графит можно разделить на 3 типа:
- Кристаллическийчешуйчатый графит встречается в виде вкрапленных, плоских частиц в формепластинок. Экономически это наиболее важнаяформа природного графита, так как его характеристики близки свойствам идеального графита. Чешуйчатыйграфит имеется в нескольких месторождениях мира. Он широко применяется впромышленности.
- Аморфный графит состоит из маленьких частиц графита, образующихсяиз микро, до наноразмера, кристаллитов. Аморфный графит обычно связан с угольными месторождениямии встречается по всему миру. Обычное применение аморфного графита –металлургия.
- Плотнокристалический (жильный) графит является гидротермальным по происхождению и встречаетсяв разломах пород в виде жил толщиной от0 до десятков сантиметров. Этот графит обладает очень высокой степенью чистоты.Содержание графита – до >99%. Жильный графит встречается довольно редко.Единственное предприятие по его добыче находится сейчас в Шри Ланке. Объемыдобычи очень небольшие. Применяется такой графит, например, в угольных щетках.