What is graphite and what is it made of?

Graphite is a naturally occurring mineral used in various applications for centuries. With its unique structure and properties, it is one of the most versatile materials in the world. 

Что такое графит?

Графит - это мягкий, черный минерал, состоящий из атомов углерода, расположенных в гексагональной структуре. Он является аллотропом углерода, что означает, что это разновидность углерода с молекулярной структурой, отличной от других форм этого элемента. Он имеет слоистую структуру, каждый слой которой состоит из листа атомов углерода. Кроме того, он является отличным проводником электричества и тепла и может выдерживать очень высокие температуры.

Он также известен своей прочностью и долговечностью. Это один из самых прочных и упругих материалов, известных человеку, способный выдерживать любые нагрузки, не ломаясь и не трескаясь. В то же время он обладает высокой коррозионной стойкостью.

Из чего состоит графит?

Графит существует в различных природных и синтетических формах, каждая из которых обладает уникальными свойствами.

The most common form of it is the crystalline form, which consists of layers of graphite atoms arranged in a hexagonal structure. This form of it most widely used в промышленных приложениях.

Другой его разновидностью является аморфный form, which consists of irregular arrangements of graphite atoms. It is less common, and it is often used as an additive in manufacturing lubricants and other products.

Природные источники графита и синтетический графит

Graphite is a naturally occurring mineral found in many parts of the world. We often find natural flake graphite in metamorphic and volcanic rocks like marble, schist, and gneiss. We can also find it in sedimentary rocks such as coal, limestone, and shale. 

Синтетический графит производится в результате сложного процесса обжига нефтяного кокса и пекового кокса при высоких температурах. Метод высокотемпературного нагрева превращает аморфный углерод в графит. Чистота углерода в нем может достигать более 99%. Он является хорошим проводником тепла и электричества, что делает его ценным минералом для металлургического применения и производства аккумуляторов, в том числе.

Является ли графит инертным электродом?

We can consider graphite to be inert according to the definition of an inert electrode. It does not react with most substances, including the electrolyte and the products of the electrolysis reaction. It remains unchanged throughout the process and does not introduce any impurities into the system.

Однако из этого есть некоторые исключения. Графит может вступать в реакцию с некоторыми веществами, такими как кислород, при высоких температурах. В результате этой реакции образуется газ углекислый газ, который влияет на чистоту производимых нами продуктов.

Для чего используется графит?

Its most common use is to make графитовые электроды for eaf steelmaking production.  It conducts electricity, increases steel’s strength and durability, and reduces production costs. You can also use it in the production of batteries and the making of pencils, and paints. Also, use it in the production of lubricants and other products.

Физические свойства графита:

Структура и состав:
Graphite structure comprises carbon atoms arranged in a hexagonal lattice structure, forming layers of interconnected carbon planes. Each carbon atom forms strong covalent bonds within the plane, creating a stable network. However, the bonds between the layers are relatively weaker, allowing for easy separation and sliding between the layers.

Электропроводность:
Each carbon atom is covalently bonded to three neighboring atoms within the carbon layers, leaving one delocalized electron. These delocalized electrons are free to move al On the layers, facilitating the conduction of electricity.

Теплопроводность:
The delocalized electrons responsible for electrical conduction also transfer heat energy through the material. This makes it an efficient conductor of heat, allowing it to dissipate thermal energy and maintain stable temperatures.

Смазывающие свойства:
Due to the weak interlayer bonds, the layers of it can easily slide over each other, providing a low-friction surface.  It is an excellent choice for applications in moving high temperatures, heavy loads, and high-speed movements.

Механическая прочность:
В то время как графит is not as strong as metals, it possesses notable mechanical strength. The carbon bonds within the layers give graphite its structural integrity, allowing it to withstand compression and shear forces.

Что в нем такого особенного?

The main element of graphite is carbon. Its bonded structure is a hexagonal planar network stacked in parallel directions. This unique structure gives it different properties from other materials, so it is one of the most versatile materials in the world.

It is an excellent conductor of electricity and heat and can withstand extremely high temperatures, up to 3600 degrees Celsius. In the electric arc furnace steelmaking process, графитовые электроды are used as conductors to conduct current and generate heat to complete smelting.

Also highly corrosion-resistant, it is impervious to almost all aggressive media. So it becomes an ideal choice for many industrial applications.

Он также обладает высокой смазывающей способностью и низким коэффициентом трения. В качестве смазочного материала он может облегчить скольжение двух поверхностей объекта друг относительно друга. В промышленном производстве графит используется в жестких условиях, таких как высокая температура, высокое давление или коррозия.

A Global Overview

Графит не такая уж редкость, как может показаться. В действительности, в различных формах он встречается на всех континентах Земли. Однако его качество, количество и доступность сильно различаются в разных регионах.

Китай

Китай - ведущий мировой производитель природного графита, на долю которого приходится около 70% мирового предложения. В северо-восточной провинции Хэйлунцзян, в частности, имеются значительные месторождения чешуйчатого графита - высококачественного вида графита. природный графит.

Графитовая золотая жила Шри-Ланки

Хотя Шри-Ланка, возможно, производит не самое большое количество, она славится превосходным качеством своего графита. Страна является родиной одних из самых чистых в мире форм графита, известных как "жильный" или "кусковой" графит, который является редким и очень востребованным.

Индия: Заслуживающий внимания игрок

Индия, еще один значительный производитель, обладает огромными запасами графита, которые находятся в основном в Восточной Индии, в частности в штатах Джаркханд, Орисса и Тамилнад. В стране добывается аморфный графит, более низкокачественный вариант, чем чешуйчатый или жильный графит.

Австралия

Австралия стала значительным игроком на рынке графита, запасы которого расположены в основном в Южной Австралии и Западной Австралии. В стране также работает несколько компаний, занимающихся добычей графита и изучающих новые способы добычи и переработки этого минерала.

Запасы Северной Америки

В Северной Америке как в Канаде, так и в США имеются заметные месторождения графита. В Канаде Квебек известен своими большими запасами чешуйчатого графита, а в США богаты месторождениями Аляска и Алабама.

Африка: Развивающаяся сила

Африка - восходящая звезда в мире графита. Мозамбик, Мадагаскар и Танзания завоевывают признание благодаря своим крупным высококачественным месторождениям графита. В частности, мозамбикский рудник Балама является одним из крупнейших в мире по запасам графита.

Норвегия в Европе

Норвегия также вносит свой вклад в мировые поставки графита, а рудник Скаланд на севере Норвегии является крупнейшим действующим графитовым рудником в Европе.

Заключение

Graphite is a versatile material whose uses are sure to expand in the future. People will explore it for its potential use in the production of solar cells and batteries, as well as other electronic components. Study graphene, fullerene, etc., derived from it, a stronger and more durable form of carbon than it.