Graphit

Die Haupttypen von natürlichem Graphit, die jeweils in verschiedenen Arten von Erzvorkommen vorkommen, sind

Kristalline kleine Graphitflocken (oder Flockengraphit) treten als isolierte, flache, plattenartige Partikel mit hexagonalen Kanten auf, wenn sie nicht gebrochen sind. Wenn die Kanten gebrochen sind, können sie unregelmäßig oder eckig sein.

Amorpher Graphit: Sehr feiner Flockengraphit wird manchmal als amorph bezeichnet;

Klumpengraphit (oder Venengraphit) tritt in Fissurenvenen oder -frakturen auf und erscheint als massives Platy-Verwachsen von faserigen oder nadelförmigen kristallinen Aggregaten und ist wahrscheinlich hydrothermalen Ursprungs.

Hochgeordneter pyrolytischer Graphit bezieht sich auf Graphit mit einer Winkelverteilung zwischen den Graphitplatten von weniger als 1 °.

Der Name "Graphitfaser" wird manchmal verwendet, um sich auf Kohlenstofffasern oder kohlefaserverstärktes Polymer zu beziehen.

Bei einer Temperatur von über 2500 °C wird Graphit plastisch verformbar und sublimiert in einer sauerstofffreien Umgebung bei einer Temperatur von 3750 °C. Unter Sauerstoffeinwirkung entzündet sich Graphit bei etwa 600 °C. Graphit ist beständig gegen nichtoxidierende Säuren und ist diamagnetisch. Auffällig ist das stark anisotrope Verhalten von Graphit, insbesondere hinsichtlich Härte und elektrischer Leitfähigkeit.

Graphite kommt in metamorphen Gesteinen als Folge der Reduktion sedimentärer Kohlenstoffverbindungen während der Metamorphose vor. Es kommt auch in magmatischen Gesteinen und in Meteoriten vor. Mit Graphit verbundene Mineralien umfassen Quarz, Calcit, Glimmer und Turmalin. Die wichtigsten Exportquellen für abgebauten Graphit sind in der Reihenfolge der Tonnage: China, Mexiko, Kanada, Brasilien und Madagaskar. In Meteoriten kommt Graphit mit Troilit- und Silikatmineralien vor. Kleine graphitische Kristalle in meteoritischem Eisen werden Cliftonit genannt. Einige mikroskopische Körner weisen unterschiedliche Isotopenzusammensetzungen auf, was darauf hinweist, dass sie vor dem Sonnensystem gebildet wurden. Sie sind eine von etwa 12 bekannten Mineralarten, die vor dem Sonnensystem entstanden sind und auch in Molekülwolken nachgewiesen wurden. Diese Mineralien wurden in der Ejekta gebildet, als Supernovae explodierten oder Sterne von geringer bis mittlerer Größe spät in ihrem Leben ihre äußeren Hüllen ausstießen. Graphit kann das zweit- oder drittälteste Mineral im Universum sein.

Fester Kohlenstoff kommt in verschiedenen Formen vor, die als Allotrope bekannt sind, abhängig von der Art der chemischen Bindung. Die beiden häufigsten sind Diamant und Graphit (weniger häufig sind Buckminsterfulleren). In Diamant sind die Bindungen sp und die Atome bilden Tetraeder, die jeweils an vier nächste Nachbarn gebunden sind. In Graphit handelt es sich um sp-Orbital-Hybride, und die Atome bilden sich in Ebenen, die jeweils an drei nächste Nachbarn im Abstand von 120 Grad gebunden sind. Die einzelnen Schichten werden Graphen genannt. In jeder Schicht sind die Kohlenstoffatome in einem Wabengitter mit einer Bindungslänge von 0,142 nm angeordnet, und der Abstand zwischen den Ebenen beträgt 0,335 nm. Atome in der Ebene sind kovalent gebunden, wobei nur drei der vier möglichen Bindungsstellen erfüllt sind. Das vierte Elektron kann frei in der Ebene wandern, wodurch Graphit elektrisch leitend wird. Die Bindung zwischen den Schichten erfolgt über schwache Van-der-Waals-Bindungen, die es ermöglichen, Graphitschichten leicht zu trennen oder aneinander vorbei zu gleiten. Die elektrische Leitfähigkeit senkrecht zu den Schichten ist folglich etwa 1000-mal niedriger.

Graphit findet vor allem in der Herstellung von Bleistiften Verwendung. Darüber hinaus nutzen seine hohe Feuerfestigkeit und chemische Beständigkeit bei der Herstellung von Laborutensilien. Als Pulver wird es bei der Herstellung von Grafiken verwendet. Darüber hinaus findet Graphit Anwendung als Schmiermittel, in der Kerntechnik und bei der Herstellung von Elektroden.

Der Name Graphit leitet sich aus dem altgriechischen γράφειν (graphein) ab, was schreiben bedeutet. Er spielt damit auf die Tatsache an, dass Graphit auf Papier oder anderen rauen Oberflächen durch Abreibung der einzelnen Blättchen leicht eine graue Ablagerung hinterlässt, die im Bleistift (veraltet auch Reißblei oder Wasserblei) ihre Anwendung findet. Abraham Gottlob Werner prägte 1789 den Namen, der sich dann international in der mineralogischen Fachwelt durchsetzte und auch von der International Mineralogical Association (IMA) übernommen wurde. Nach neuer deutscher Rechtschreibung ist die Schreibweise Grafit laut Duden die empfohlene Schreibweise. Gemäß der Empfehlung vom Rat für deutsche Rechtschreibung sind die Schreibweisen Graphit und Grafit allerdings gleichwertig. Fachlich korrekt ist jedoch nach wie vor die Schreibweise Graphit. Die Verwendung von Graphit kann in der prähistorischen Zeit auf eine lange Tradition in Europa zurückblicken. Die ersten Hinweise einer Verwendung kennt man aus dem Mesolithikum Norditaliens. Rohgraphitstücke wurden als Färbemittel benutzt und den Toten in die Gräber mitgegeben. Für das Neolithikum finden sich in Böhmen zahlreiche Belege von Graphitton- und graphitierter Keramik. In Bayern fällt in der Frühbronzezeit vor allem die Straubinger Kultur durch starken Graphitgebrauch auf. In der späten Eisenzeit in Mitteleuropa (Latènezeit) wurde Graphit gerne verwendet, um Gefäße, vor allem Kochtöpfe, feuerfester zu machen. Es fand während dieser Zeit ein großflächiger Handel statt, der die gesamte Verbreitung der Latène-Kultur umfasste. Hier waren besonders die Vorkommen bei Passau und Český Krumlov (ehemals Krummau) bedeutsam. Nach dem Zusammenbruch der keltischen Kultur in Mitteleuropa im Zuge der römischen Eroberung und der germanischen Expansion dauert es etwa 800 Jahre bis ins frühe Mittelalter, bis im slawischen Ostmitteleuropa im größeren Stil wieder Graphit verwendet wurde. In Asien (vor allem dem schon frühzeitig schriftkundigen China) hat Graphit als Schreibmaterial erstaunlicherweise keine Rolle gespielt. Im 16. Jahrhundert entdeckten die Engländer ein großes Vorkommen an reinem Graphit, welches sie jedoch für eine Form des Bleiminerals Bleiglanz hielten und Plumbago nannten. Erst Carl Wilhelm Scheele gelang 1779 der Nachweis, dass es sich bei Graphit um reinen Kohlenstoff handelt. Trotz Scheeles Nachweis hält sich der Begriff Bleistift bis heute. Da sich Graphit nicht nur als gutes Schreibmaterial, sondern auch als perfektes Material für Gussformen von Kanonenkugeln herausstellte, hatte er auch eine gewisse militärische Bedeutung. So wurde deshalb z. B. während der napoleonischen Kriege Anfang des 19. Jahrhunderts die Ausfuhr von Bleistiften von Großbritannien nach Frankreich verboten.

Der Graphit soll Beschwerden wie Linsentrübung lindern und so einer Starerkrankung vorbeugen. Zudem soll es bei Wirbelsäulenerkrankungen helfen und Hörverlust verhindern. Der Stein soll dabei helfen, Verantwortung für das eigene Leben zu übernehmen. Zudem soll er Ärger und Feindseligkeit abbauen sowie das Denkvermögen und die Kommunikationsfähigkeit erhöhen. Er wird zum Ausrichten aller Chakren verwendet.