Wat is grafiet? - Definitie, typen en toepassingen

Soorten grafiet

De verschillende soorten grafiet: 

1. Natuurlijk grafiet
   1. Hoog kristallijn grafiet
   2. Amorf grafiet
   3. Vlok grafiet
2. Synthetisch grafiet.

1. Natuurlijk grafiet

Natuurlijk grafiet is een minerale vorm van grafietkoolstof. Het varieert aanzienlijk in kristalliniteit. Het meeste commerciële grafiet is van mij en bevat meestal andere mineralen. Nadat grafiet van mij is, vereist het meestal een aanzienlijke hoeveelheid minerale verwerking zoals schuimflotatie om het grafiet te concentreren.

Natuurlijk grafiet is een uitstekende geleider van warmte en elektriciteit die stabiel is over een breed temperatuurbereik en is een zeer sterk materiaal met een hoog smeltpunt van 3650 ° C. Het wordt meestal gebruikt voor vuurvaste materialen, batterijen, staalproductie, geëxpandeerd grafiet, rem voeringen, gieterijbekledingen en smeermiddelen.

Natuurlijk grafiet is verkrijgbaar in drie vormen, die allemaal zijn verwerkt uit natuurlijk grafietmateriaal. De drie vormen hebben elk unieke eigenschappen waardoor ze zeer geschikt zijn voor bepaalde toepassingen.

1.1 Kristallijn grafiet

Er wordt gezegd dat kristallijne ader of klompgrafiet wordt beschouwd als de zeldzaamste, meest waardevolle en hoogste kwaliteit vorm van natuurlijk grafiet. Het wordt gevormd door directe afzetting van vaste grafietkoolstof uit ondergrondse vloeistoffen op hoge temperatuur, zoals ruwe olie, en is door tijd, temperatuur en druk omgezet in grafiet.

Sri Lanka is de enige jurisdictie die momenteel kristallijn adergrafiet produceert. Kristallijn veneus grafiet is gemakkelijk te vormen en kan tot vaste vormen worden gevormd zonder de hulp van een bindmiddeladditief, wat resulteert in aanzienlijke kostenbesparingen ten opzichte van grondstoffen van lagere kwaliteit.

Kristallijne grafietscheuren hebben typisch een dikte tussen 1 cm en 1 m en hebben gewoonlijk een zuiverheid van meer dan 90% Cg. Het heeft een zuiverheid van 95-99% koolstof zonder raffinage. Het is geschikt voor vele toepassingen als vlokgrafiet en biedt een duidelijk concurrentievoordeel in termen van marktprijzen en producttoepassingen zoals smeermiddelen, batterijen, slijpstenen en poedermetallurgie.

1.2 Amorf grafiet

Amorf grafiet wordt gewoonlijk gevormd door contactmetamorfose tussen een antracietsteenkoollaag en een metamorf agens. Het resultaat is microkristallijn grafiet, algemeen bekend als amorf grafiet. Amorf grafiet is het meest beperkte grafiet onder natuurlijk grafiet. Het grafietgehalte varieert tussen 25% en 85%, afhankelijk van de geologische omgeving.

Het werd gevonden als extreem kleine, kristalachtige deeltjes in bedden van mesomorfe gesteenten zoals steenkool, leisteen en leisteen. De relatief lage koolstofzuiverheid varieert na raffinage tussen 70 en 85% koolstof. Het is niet zichtbaar tenzij bekeken onder vergroting.

Het wordt gebruikt voor grafietproducten van lage kwaliteit zoals potloden, smeermiddelen, vuurvaste materialen, verfproductie, metallurgie, coatings, remblokken en rubberadditieven. Het is de goedkoopste vorm van grafiet. Grote afzettingen van amorf grafiet zijn te vinden in China, Mexico en de Verenigde Staten.

1.3 Flake Graphite

Natuurlijk vlokgrafiet wordt gevormd wanneer koolstofmateriaal wordt blootgesteld aan hoge druk en temperatuur. Het koolstofbronmateriaal kan zowel organisch als anorganisch zijn, hoewel het meeste in de handel verkrijgbare vlokgrafiet is afgeleid van organische afzettingen. De vereiste druk is meestal hoger dan 1 gigapascal en de vereiste temperatuur is meestal hoger dan 750 graden Celsius.

Vlokgrafiet kan worden gevonden in metamorfe gesteenten die gelijkmatig over het ertslichaam zijn verdeeld of in geconcentreerde lensvormige holtes. Het bereik van koolstofconcentraties varieert tussen 5% en 40%. Vlokgrafiet kan worden gevonden als een lamellaire of schilferige vorm in bepaalde metamorfe gesteenten zoals kalksteen, gneis en leisteen.

Schuimflotatie wordt gebruikt om vlokgrafiet te extraheren. "Floating" grafiet heeft een grafietgehalte van 80% -90%. Meer dan 98% van de laag werd gemaakt met behulp van chemische grafietbereidingsprocessen. Vlokgrafiet is op veel plaatsen in de wereld te vinden.

2. Synthetisch grafiet

Synthetisch grafiet kan worden gegenereerd uit cokes en pek. Hoewel dit grafiet niet zo kristallijn is als natuurlijk grafiet. Het is mogelijk om zeer geordend pyrolytisch grafiet of sterk georiënteerd pyrolytisch grafiet (HOPG) te hebben, dit verwijst naar grafiet met een hoekspreiding tussen de grafietplaten van minder dan 1°.

Er zijn in principe twee soorten synthetisch grafiet. Een daarvan is elektrografiet, pure koolstof geproduceerd uit koolteerpek en gecalcineerde petroleumcokes in een elektrische oven. De tweede is synthetisch grafiet, gemaakt door gecalcineerde petroleumpek te verhitten tot 2800 °C.

Kortom, synthetisch grafiet heeft een hogere elektrische weerstand en porositeit en een lagere dichtheid. De verbeterde porositeit maakt het ongeschikt voor vuurvaste toepassingen.

Synthetisch grafiet bevat voornamelijk grafietkoolstof die is verkregen door grafitisering, warmtebehandeling van niet-grafietkool of chemische dampafzetting uit koolwaterstoffen bij temperaturen boven 2100 K.

Toepassing van synthetische grafiet lucht- en ruimtevaarttoepassingen, koolborstels, grafietelektroden, batterijen en moderatorstaven in kerncentrales. De hoge porositeit van synthetisch grafiet maakt het ongeschikt voor vuurvaste toepassingen.

Gebruik van grafiet

Grafiet wordt al sinds de oudheid gebruikt. Het heeft ook een breed scala aan toepassingen in de moderne wereld.

Laten we eens kijken naar enkele veelvoorkomende toepassingen van grafiet hieronder:

• Schrijfmateriaal
• Smeermiddelen
• Vuurvast
• Kernreactoren
• Batterijen
• Grafeenbladen

1. Schrijfmateriaal

Het woord grafiet komt uit de Griekse taal wat zich vertaalt als 'schrijven'. Dus het meest voorkomende gebruik van grafiet is bij het maken van de stift in potloden. Dit lood is een mengsel van klei en grafiet dat zich in een amorfe vorm bevindt.

2. Smeermiddelen/afweermiddelen

Grafiet is een van de hoofdingrediënten in smeermiddelen zoals vet, enz. Dit mineraal reageert met atmosferische waterdamp en vormt een dunne film of laag over het aangebrachte oppervlak en vermindert zo de wrijving. Grafiet wordt ook gebruikt in autoremmen en koppelingen.

De poedervorm van klompgrafiet wordt ook gebruikt in verven. Waarom? Nou, grafiet is van nature waterafstotend. Het biedt dus een beschermende coating op hout en andere oppervlakken.

3. Vuurvaste materialen

Vanwege de hoge hittetolerantie en onveranderlijkheid is grafiet een veelgebruikt vuurvast materiaal. Het vindt zijn toepassing in de maakindustrie en het helpt bij de productie van glas en staal en bij de verwerking van ijzer.

4. Kernreactoren

Grafiet kan snel bewegende neutronen absorberen. Als gevolg hiervan wordt het in reactoren gebruikt om kernreacties te stabiliseren.

Gerelateerd: Wat is kernreactor?

5. Elektrische industrie

Kristallijn vlokgrafiet wordt gebruikt bij de vervaardiging van koolstofelektroden, borstels en platen die nodig zijn in droge celbatterijen en de elektrische industrie. Interessant is dat natuurlijk grafiet ook wordt verwerkt tot synthetisch grafiet. Dit type grafiet is nuttig in lithium-ionbatterijen.

6. Grafeen platen

Grafiet kan worden gebruikt om grafeenplaten te maken. Deze platen zouden 100 keer sterker en 10 keer lichter zijn dan staal. Dit derivaat van grafiet wordt verder gebruikt bij het maken van lichtgewicht en sterke sportuitrusting. Velen overwegen toekomstige toepassingen op het gebied van de medische en ruimtevaartindustrie.

Lees ook

• Wat is de structuur van grafiet
• Wat zijn de belangrijkste eigenschappen van grafiet
• Wat zijn de toepassingen van grafiet
• Gietijzer | Typen, eigenschappen, toepassing, voordelen en nadelen
• Wat is chroom? Eigenschappen, gebruik en effect op het menselijk lichaam.

Referentie:

Grafietmaterialen:usgs.gov

Veelgestelde vragen.

Wat is grafiet?

Grafiet, archaïsch aangeduid als plumbago, is een zachte, kristallijne vorm van koolstof waarvan de atomen in een hexagonale structuur zijn gerangschikt. Grafiet is een natuurlijk voorkomende vorm van kristallijne koolstof. Het is een inheems elementmineraal dat wordt aangetroffen in metamorfe en stollingsgesteenten. Grafiet is een mineraal van uitersten.

Wat zijn de soorten grafiet?

Natuurlijk grafiet:de drie vormen zijn amorf grafiet, vlokgrafiet en kristallijn grafiet, en ze hebben elk unieke eigenschappen waardoor ze zeer geschikt zijn voor bepaalde toepassingen.

Wie heeft grafiet ontdekt?

Grafiet werd voor het eerst per ongeluk gesynthetiseerd door Edward G. Acheson terwijl hij experimenten bij hoge temperatuur op carborundum uitvoerde. Hij ontdekte dat bij ongeveer 4.150 °C (7.500 °F) het silicium in het carborundum verdampte, waardoor de koolstof in grafietvorm achterbleef.

Waar wordt grafiet voor gebruikt?

Grafiet wordt ook gebruikt in potloden, staalproductie en in elektronica zoals smartphones. Misschien wel de belangrijkste toepassing ervan is de lithium-ionbatterij, waarbij grafiet zelfs als belangrijkste ingrediënt boven lithium staat. Er zit eigenlijk 10 tot 30 keer meer grafiet dan lithium in een lithium-ionbatterij.

Waar wordt grafiet van gemaakt?

Grafiet is gemaakt van pure koolstof. Koolstofatomen zijn in staat bindingen te vormen die een aantal verschillende structuren creëren. Diamant en grafiet zijn twee van de meest bekende vormen (allotropen) van koolstof.

Wat is er zo speciaal aan grafiet?

Het is uniek omdat het eigenschappen heeft van zowel een metaal als een niet-metaal:het is flexibel maar niet elastisch, heeft een hoge thermische en elektrische geleidbaarheid en is zeer vuurvast en chemisch inert. Grafiet heeft een lage adsorptie van röntgenstralen en neutronen, waardoor het een bijzonder nuttig materiaal is in nucleaire toepassingen.

Waar wordt grafiet gevonden?

Grafiet wordt meestal gevonden als vlokken of kristallijne lagen in metamorfe gesteenten zoals marmer, leisteen en gneisse. Grafiet kan ook worden gevonden in organisch-rijke schalie- en steenkoollagen. In deze gevallen was het grafiet zelf waarschijnlijk het resultaat van de metamorfose van dode planten en dierlijk materiaal.

Is grafiet goed voor de huid?

Grafieten worden in de homeopathie gebruikt voor mensen met langdurige huidaandoeningen en een leerachtige, gebarsten huid. Er is alleen anekdotisch bewijs dat het de symptomen van psoriasis kan helpen.

Wordt grafiet gebruikt als smeermiddel?

Grafiet wordt al vele jaren als smeermiddel gebruikt [164]. Men denkt dat het smeermechanisme van grafiet mechanisch van aard is en het gevolg is van het glijden van een grafietdeeltje over een ander grafietdeeltje. Grafiet kan worden gebruikt als droog smeermiddel of kan worden gedispergeerd in smeerolie.

Hoe zet je steenkool om in grafiet?

In een magnetronoven worden vonken gegenereerd in een glazen flesje met kolenpoeder. Met behulp van koperfolie, glazen containers en een conventionele magnetronoven voor huishoudelijk gebruik hebben onderzoekers van de University of Wyoming aangetoond dat verpulverd steenkoolpoeder kan worden omgezet in hoogwaardig nanografiet.

Is grafiet sterker dan staal?

Grafeen, een materiaal dat bestaat uit een enkele laag koolstofatomen, wordt aangeprezen als het sterkste materiaal waarvan bekend is dat het bestaat, 200 keer sterker dan staal, lichter dan papier en met buitengewone mechanische en elektrische eigenschappen.

Is grafiet een stof?

Grafiet is een allotroop van koolstof. Het is een zachte, grijszwarte en ondoorzichtige substantie die bestaat uit koolstofatomen.

Wat kan grafiet smelten?

Grafiet smelt eigenlijk niet bij normale druk. Net als koolstofdioxide gaat het rechtstreeks van de vaste toestand naar het gasvormige. Dus grafiet heeft geen smeltpunt totdat je ongeveer 100 atmosfeer bereikt.

Wie produceert grafiet?

Hoewel China 's werelds grootste producent van grafiet is, zijn de grafietreserves van het land de op een na grootste ter wereld. Het land met de grootste hoeveelheid grafietreserves ter wereld is Turkije. In 2020 hadden ze ongeveer 90 miljoen ton natuurlijke grafietreserves.

Waar is het zuiverste grafiet ter wereld?

Sri Lanka. Grafietwinning in Sri Lanka heeft plaatsgevonden sinds de Nederlandse bezetting van het land. Het is het enige land ter wereld dat de zuiverste vorm van grafiet produceert, adergrafiet (ook bekend als klompgrafiet), in commerciële hoeveelheden, die momenteel goed zijn voor minder dan 1% van de wereldproductie van grafiet.

Blokt grafiet straling tegen?

Grafietfilms kunnen elektronische apparaten beschermen tegen elektromagnetische (EM) straling, maar de huidige technieken om ze te vervaardigen nemen enkele uren in beslag en vereisen verwerkingstemperaturen van ongeveer 3000 °C.

Wat zijn de bijwerkingen van grafiet?

Effecten van overmatige blootstelling Herhaalde inademing van natuurlijk grafiet gedurende een aantal jaren kan littekens in de longen veroorzaken met symptomen als beklemd gevoel op de borst, kortademigheid, hoesten, zwart sputum en pijn.

Waarom wordt grafiet gebruikt in potlood?

Grafiet heeft gelaagde structuren van lagen die verbonden zijn door van der Waalkrachten. Grafiet reinigt gemakkelijk tussen de lagen en is daarom erg zacht en glad. Om deze reden wordt het gebruikt in potloden en als smeermiddel in machines die bij hoge temperaturen draaien.

Waarom is grafiet een uitstekend smeermiddel?

De koolstofatomen zijn sterk met elkaar verbonden in platen. Omdat de bindingen tussen de platen zwak zijn, vertoont grafiet een lagere afschuifsterkte onder wrijvingskracht. Het kan dus worden gebruikt als een vast smeermiddel en is een van de traditionele en primaire vaste smeermiddelen geworden.

Waarom kan grafiet als smeermiddel worden gebruikt, maar diamant niet?

Vanwege zijn zachtheid en niet-vluchtige aard wordt grafiet gebruikt als smeermiddel in de snel bewegende delen van machines. Het wordt gebruikt voor het smeren van machineonderdelen die bij hoge temperaturen werken. Diamant daarentegen is een extreem harde stof; daarom kan het niet als smeermiddel worden gebruikt.

Waarom is grafiet anders dan diamant?

Grafiet en diamant zijn twee van de meest interessante mineralen. Ze zijn chemisch identiek - beide zijn samengesteld uit koolstof (C), maar fysiek zijn ze heel verschillend. … Grafiet is erg zacht en heeft een hardheid van 1 tot 2 op deze schaal. Diamanten zijn de hardst bekende natuurlijke stof en hebben een hardheid van 10.