<р>
Графит, это загадочное вещество, — это не просто стержень карандаша. С развитием науки и техники понимание графита постепенно углубляется, показывая его ключевую роль в различных отраслях промышленности. Почему же, в конце концов, графит становится самой стабильной формой углерода? Этот вопрос вызвал широкую дискуссию в науке и промышленности.
Основные характеристики графита
<р>
Графит — это кристаллический аллотроп углерода, в частности, состоящий из сложенных друг на друга слоев графена. В нормальных условиях графит является наиболее стабильной формой углерода и встречается в природе. По имеющимся данным, в 2022 году мировое потребление графита достигнет 1,3 миллиона тонн, в основном он используется в огнеупорных материалах, литий-ионных батареях и смазочных материалах.
Низкая стоимость, термическая стабильность и химическая инертность графита делают его широко используемым во многих высокоэнергетических и высокотемпературных процессах.
Виды и использование графита
Природный графит
<р>
Природный графит можно разделить на две основные категории: аморфный графит и кристаллический графит. Эти графиты в основном образуются в результате метаморфизма углеродистых осадочных пород. Аморфный графит обычно получается в результате термического метаморфизма угля, а кристаллический графит добывается из углеродистых метаморфических пород. Когда дело касается окружающей среды, нельзя игнорировать негативное воздействие добычи графита.
Синтетический графит
<р>
Синтетический графит производится с чрезвычайно высокой чистотой, обычно путем термической графитизации при температуре выше 2100°C по технологии Exxon. Хотя синтетический графит имеет чистоту более 99,9%, его плотность и проводимость обычно ниже, чем у природного графита.
Процесс производства синтетического графита не только реорганизует углеродные элементы, но и удаляет различные примеси, тем самым повышая его чистоту.
Биографит
<р>
Биографит — это новый продукт, предназначенный для уменьшения выбросов углекислого газа от литий-железо-фосфорных батарей. Этот материал получают из отходов лесного хозяйства и производят с использованием нового процесса термокаталитической графитации, который постепенно привлекает внимание рынка.
Структура и свойства графита
<р>
Структура графита состоит из треугольных плоских слоев атомов углерода со слабыми связями между отдельными слоями, что позволяет им скользить относительно друг друга, что приводит к хорошей смазывающей способности. Это свойство делает графит очень популярным в промышленности и быту.
Электропроводность графита возникает в основном внутри слоев, что делает возможным его использование в электронных устройствах.
Историческое и культурное значение графита
<р>
История графита восходит к четвертому тысячелетию до нашей эры. В неолитической культуре марита люди начали использовать графит для украшения керамики. Со временем использование графита продолжало расширяться, играя важную роль в военной и промышленной революциях.
Графит называли «черным свинцом» или «свинцовой рудой». Эти названия произошли от путаницы со свинцовой рудой.
Перспективы на будущее
<р>
В условиях энергетического перехода и повышения экологической осведомленности спрос на графит будет только увеличиваться. Будь то литиевые батареи или высокотемпературная смазка, потенциал графита показывает, что он станет неотъемлемой частью промышленности будущего.
<р>
Столкнувшись с таким загадочным веществом, приведет ли разнообразие графита к дальнейшему углублению нашего понимания углерода?