Co warto wiedzieć na temat zastosowań i właściwości grafitu?

Co to jest grafit?

Zacznijmy od podstaw i odpowiedzmy na kluczowe pytanie: czym właściwie jest grafit? Wielu laików utożsamia go właśnie z gryflem, czyli wkładem do ołówków. Grafit jako minerał polimorficzny jest odmianą węgla i ze względu na budowę ścian dzieli się na 2 odmiany:

• heksagonalną (ściany sześciokątne),
• trygonalną (zawiera komórki romboedryczne).

Grafity występują ca całym świecie w warunkach naturalnych, w skałach takich jak: łupki grafitowe czy łupki krystaliczne. Minerały te można znaleźć w Sudetach, Karpatach, Tatrach, a także w masywach górskich Azji, Afryki i obu Ameryk. Naukowcy opracowali też sztuczną metodę pozyskiwania grafitu za pomocą wysokotemperaturowej obróbki termicznej substancji takich jak antracyt, mających w składzie węgiel. Największe zakłady produkcyjne grafitu znajdują się obecnie w Chinach, które jednocześnie należą do grona państw o najwyższym zapotrzebowaniu na ten surowiec.

Jakie są właściwości fizyczne i chemiczne grafitu?

Czarny grafit ze srebrzystym, metalicznym połyskiem należy do najbardziej znanych odmian węgla. Co jeszcze go wyróżnia? Jest to minerał:

• wyjątkowo miękki, podatny na złamanie, kruszenie (w 10-stopniowej skali twardości Mohsa grafit zajmuje miejsce 1. wraz z talkiem),
• tłusty,
• odporny na ściskanie,
• mazisty,
• bezzapachowy,
• przewodzący prąd i energię cieplną.

Drobiny grafitu mają właściwości smarne, są też odporne na działanie kwasów oraz zasad. Grafit nie rozpuszcza się w wodzie i, co ważne, nie wydziela toksycznych związków, które mogłyby powodować skażenie środowiska.

Zastosowanie grafitu w przemyśle

Ze względu na swoje specyficzne właściwości grafity naturalne i syntetyczne cieszą się dużym zainteresowaniem producentów różnych branż. Minerał ten służy między innymi do produkcji:

• tygli, retort i innych ognioodpornych naczyń laboratoryjnych,
• smarów grafitowych, wykorzystywanych w konserwacji pojazdów, urządzeń i maszyn,
• styropianu grafitowego, stosowanego do ociepleń budynków,
• elektrod grafitowych do pieców łukowych,
• szczeliw do pomp (są to taśmy lub arkusze uszczelniające),
• impregnatów i farb antykorozyjnych.

Ognioodporny grafit służy też jako odczynnik w laboratoriach chemicznych i jako moderator, czyli spowalniacz neutronów w reaktorach jądrowych. Surowiec ten sprawdza się jako komponent do wyrobu:

• form odlewniczych, stosowanych w hutnictwie oraz laboratoriach przemysłowych,
• części maszyn oraz urządzeń elektrotechnicznych (zwłaszcza tych, które pracują w wysokich temperaturach).

Grafit – zastosowanie w gospodarstwach domowych

Jak widać, grafity mają bardzo szerokie zastosowania w przemyśle. Jak już wiemy, czarny, smolisty minerał jest też doskonałym materiałem do wyrobu ołówków, z których korzystamy już od najmłodszych lat. Zapiski, wykonane gryflem można szybko usunąć z papieru za pomocą zwykłej gumki kauczukowej – to zaś sprawiło, że ołówki sprawdzają się jako najlepsza alternatywa dla długopisów i piór atramentowych.

Grafit można znaleźć w wielu kosmetykach, takich jak: tusze do rzęs, kredki do oczu i konturówki. Występuje również w urządzeniach elektronicznych, z których korzystamy na co dzień –  w akumulatorach litowo-jonowych telefonów komórkowych, aparatów fotograficznych, a nawet w pojazdach elektrycznych.

Ciekawostki na temat grafitu

W języku greckim słowo: gráphein oznacza: pisać. Nazwa minerału odnosi się więc do jednej z jego głównych właściwości, jaką jest mazistość. Pierwsze, prymitywne ołówki grafitowe jako zamiennik węgla drzewnego stosował na przełomie piętnastego i szesnastego wieku niemiecki malarz Albrecht Dürer.

Grafit jako odmianę węgla po raz pierwszy opisał niemiecko-szwedzki chemik i aptekarz, Carl Wilhelm Scheele pod koniec lat 70. osiemnastego wieku. Scheele był również odkrywcą tlenu, gliceryny, chloru, wolframu oraz wielu kwasów, z których korzystamy współcześnie.

Grafit jest odmianą węgla. To oznacza, że należy do rodziny minerałów, w skład której wchodzi również diament – najtwardszy kamień. W skali Mohsa diamenty zajmują najwyższą, dziesiątą pozycję.

Od setek lat sadza, zawierająca sproszkowany grafit stanowiła jeden z podstawowych składników czyściwa, czyli past i środków do konserwacji obuwia skórzanego.

Czysty, sproszkowany grafit służy zaś jako półprodukt do produkcji kompozytów grafitowych, z których powstają wysokiej jakości, lekkie rakiety tenisowe, odporne na deformacje. Rakiety grafitowe są cenione na całym świecie zarówno przez amatorów, jak i profesjonalnych tenisistów.