Grafiet
| Grafiet | ||||
|---|---|---|---|---|
| ||||
| Mineraal | ||||
| Chemische formule | C | |||
| Kleur | Staalgrijs tot zwart | |||
| Streepkleur | Zwart | |||
| Hardheid | 1,5 - 2 | |||
| Gemiddelde dichtheid | 2,16 kg/dm3 | |||
| Glans | Submetallisch | |||
| Opaciteit | Opaak | |||
| Splijting | [0001] Perfect | |||
| Kristaloptiek | ||||
| Kristalstelsel | Hexagonaal | |||
| Overige eigenschappen | ||||
| Magnetisme | Diamagnetisch | |||
| Bijzondere kenmerken | soortelijk gewicht=2,1-2,3 | |||
| Lijst van mineralen | ||||
| ||||
Grafietis eenallotropevorm van het elementkoolstof.
Grafiet is een van de zachtste vaste elementaire materialen. Dekristalstructuurishexagonaal.Als allotroop van koolstof heeft grafiet een aantal opmerkelijke eigenschappen voor eenniet-metaal.Zo is het een relatief goedeelektrische geleider.
Structuur
[bewerken|brontekst bewerken]Grafiet bestaat uit op elkaar gestapelde lagen van aaneengeschakelde zesringen van koolstof in eenhoningraatstructuur.De C-C bindingslengte in deze zeshoeken is 0,142nm.De atoomafstanden tussen de lagen is groter, met een C-Cbindingslengtevan 0,335 nm[1].De afstand is vermoedelijk het gevolg van de afstoting tussen de bindingselektronen van de koolstofatomen. Grafiet is eenaromatische verbinding:alle koolstofatomen zijn sp2gehybriseerd,omdat allep-orbitalenelkaar kunnen overlappen kan gesteld worden dat grafiet eenpolycyclische aromatische verbindingis. Dearomaticiteitvan grafiet zorgt ervoor datelektronenvrij kunnen bewegen; dit verklaart waarom grafiet een goede geleider vanelektrische stroomis.
Het is echter een misverstand dat het gebruik van grafiet alssmeermiddelberust op het gemakkelijk van elkaar af kunnen schuiven van deze lagen. Het is gebleken dat grafiet invacuümdeze smerende werkingnietbezit.[2]De aanwezigheid van dunne laagjesluchtofwatertussen de grafietkristallen is noodzakelijk voor deze eigenschap. Dit zorgt ervoor dat het grafiet afgeeft en daardoor toepasbaar is insmeerolie(grafietolie) en, dan vermengd metklei,inpotloden.
In 2004 slaagdenAndre Geim,Konstantin Novoseloven collega's erin een enkele mono-atomaire grafietlaag te isoleren, een materiaal datgrafeenwordt genoemd. Hiervoor, en voor hun latere metingen aan grafeen, die enkele bijzondere eigenschappen ervan aantoonden, ontvingen Geim en zijnpromovendusNovoselov deNobelprijs voor de Natuurkunde2010.
Winning en synthese
[bewerken|brontekst bewerken]Grafiet komt op verschillende plaatsen in debodemvoor. Er bestaat echter ooksynthetischgemaakt grafiet: dit wordt geproduceerd uitcokes,vermengd metteer,voorgebakken en uiteindelijk volgens hetAcheson-proces onder hogestroomsterktenomgezet in elektrografiet. Toepassingen van dit elektrografiet zijn onder anderekoolborstelsvoorelektromotoren,hoge-temperatuurtoepassingen, zelfsmerende glijlagers, en in gemodificeerde vorm als pakkingmateriaal.[3][4]
Toepassingen
[bewerken|brontekst bewerken]Grafiet is in tegenstelling totdiamanteen elektrischegeleider.Vanwege derelatieve zachtheidvan het materiaal en de(zelf)smerende eigenschappen,wordt het in deelektrotechniekgebruikt in sleepcontacten, onder meer in elektromotoren (alskoolborstels), instroomafnemersen inpotentiometers.Een andere toepassing is het gebruik als materiaal voorelektrodesinelektrochemische cellen,bijvoorbeeld bij de isolatie vanaluminiumuitbauxiet,of inelektrolysevan waterige oplossingen.[4]
Ook wordt grafiet tegenwoordig[(sinds) wanneer?]vanwege de zelfsmerende werking verwerkt inkunststofvoorgitaar-kammenenbrugzadelsdie snaarfrictie verlagen en daardoor de toonvastheid verbeteren. Grafietpoeder wordt om dezelfde redenen ook alsdroogsmeermiddelgebruikt bij (cilinder)sloten,scharnieren,(fijn)mechanieken is het vooral geschikt als smeermiddel waar detemperatuurvan de (bewegende) onderdelen hoog kan oplopen. Vanwege de hittebestendigheid kan het ook worden toegepast opmallenbij het gieten van materialen bij hoge temperaturen – zoals vloeibare metalen – zodat hetgietselgemakkelijk los komt van de mal.[4][5]
Omdat grafietneutronenkan remmen (absorberen) wordt het gebruikt alsmoderatorinkernreactoren.Het is echter tamelijk brandbaar en wordt in nieuwe reactorontwerpen niet meer toegepast.[4]
Daarnaast wordt grafiet ook veelvuldig alspakkinggebruikt in de chemische industrie bijvoorbeeld bij het afdichten vanflenzen,vooral bij toepassingen bij hoge temperaturen.[4]
Grafiet is een van de grondstoffen voor de stiften inpotloden.[4]
Externe link
[bewerken|brontekst bewerken]
Voetnoten
[bewerken|brontekst bewerken]- ↑P. Delhaes(2001).Graphite and Precursors.CRC Press.ISBN 978-9056992286.
- ↑
Vasilis, Lavrakas J.(mei 1957).X11: The lubricating properties of graphite.Journal of Chemical Education(34): pag. 240.DOI:10.1021/ed034p240.Gearchiveerd van origineelop11 februari 2019.Geraadpleegd op11 februari 2019.
- ↑(en)Stawson, C.B..Synthesis of graphite at room temperatures.University of Michigan,Ann Arbor (Michigan).Gearchiveerdop18 februari 2018.Geraadpleegd op10 februari 2019.
- ↑abcdef(en)Dhanashree, Patane,Graphite (C) –Classifications, Properties and Applications of Graphite.AZO Materials (10 september 2002).Gearchiveerdop10 februari 2019.Geraadpleegd op10 februari 2019.
- ↑Micro grafietpoeder.marly.Marly N.V..Gearchiveerdop10 februari 2019.Geraadpleegd op10 februari 2019.
·
·
