Grafiet

Grafiet Is een steen met hoge energie die een uitstekende component is in toverstokken. Vaak aangeduid als de "Steen van persoonlijke vrijheid", wordt aangenomen dat het nuttig is om iemand te helpen de levensveranderingen aan te brengen die nodig zijn voor persoonlijke groei. Men denkt dat het de schrijfvaardigheid verbetert en een beter begrip geeft van wiskundige vergelijkingen. Het helpt om cognitieve denkvaardigheden te stimuleren, de gebruiker aan te moedigen tot meer leren en verbetert de communicatie.

Grafiet is in tegenstelling tot diamant een elektrische geleider. Vanwege de relatieve zachtheid van het materiaal en de (zelf)smerende eigenschappen, wordt het in de elektrotechniek gebruikt in sleepcontacten, onder meer in elektromotoren (als koolborstels), in stroomafnemers en in potentiometers. Een andere toepassing is het gebruik als materiaal voor elektrodes in elektrochemische cellen, bijvoorbeeld bij de isolatie van aluminium uit bauxiet, of in elektrolyse van waterige oplossingen. Ook wordt grafiet tegenwoordig vanwege de zelfsmerende werking verwerkt in kunststof voor gitaar-kammen en brugzadels die snaarfrictie verlagen en daardoor de toonvastheid verbeteren. Grafietpoeder wordt om dezelfde redenen ook als droog smeermiddel gebruikt bij (cilinder)sloten, scharnieren, (fijn) mechaniek en is het vooral geschikt als smeermiddel waar de temperatuur van de (bewegende) onderdelen hoog kan oplopen. Vanwege de hittebestendigheid kan het ook worden toegepast op mallen bij het gieten van materialen bij hoge temperaturen – zoals vloeibare metalen – zodat het gietsel gemakkelijk los komt van de mal. Omdat grafiet neutronen kan remmen (absorberen) wordt het gebruikt als moderator in kernreactoren. Het is echter tamelijk brandbaar en wordt in nieuwe reactorontwerpen niet meer toegepast. Daarnaast wordt grafiet ook veelvuldig als pakking gebruikt in de chemische industrie bijvoorbeeld bij het afdichten van flenzen, vooral bij toepassingen bij hoge temperaturen. Grafiet is een van de grondstoffen voor de stiften in potloden.

Vaste koolstof komt in verschillende vormen voor die bekend staan als allotropen, afhankelijk van het type chemische binding. De twee meest voorkomende zijn diamant en grafiet (minder voorkomende zijn onder meer buckminsterfullereen). In diamant zijn de bindingen sp en de atomen vormen tetraëders met elk gebonden aan vier naaste buren. In grafiet zijn het sp-orbitale hybriden en de atomen vormen zich in vlakken met elk gebonden aan drie dichtstbijzijnde buren op 120 graden van elkaar verwijderd. De afzonderlijke lagen worden grafeen genoemd. In elke laag zijn de koolstofatomen gerangschikt in een honingraatrooster met een bindingslengte van 0,142 nm, en de afstand tussen de vlakken is 0,335 nm. Atomen in het vlak zijn covalent gebonden, waarbij slechts aan drie van de vier potentiële bindingsplaatsen is voldaan. Het vierde elektron is vrij om in het vlak te migreren, waardoor grafiet elektrisch geleidend wordt. De hechting tussen lagen vindt plaats via zwakke van der Waals-bindingen, waardoor lagen grafiet gemakkelijk kunnen worden gescheiden of langs elkaar kunnen glijden. De elektrische geleidbaarheid loodrecht op de lagen is daardoor ongeveer 1000 keer lager.

Graphite komt voor in metamorfe gesteenten als gevolg van de reductie van sedimentaire koolstofverbindingen tijdens metamorfose. Het komt ook voor in stollingsgesteenten en in meteorieten. Mineralen die met grafiet worden geassocieerd, zijn onder meer kwarts, calciet, micas en toermalijn. De belangrijkste exportbronnen van gedolven grafiet zijn in volgorde van tonnage: China, Mexico, Canada, Brazilië en Madagaskar. In meteorieten komt grafiet voor met troiliet- en silicaatmineralen. Kleine grafietkristallen in meteorietijzer worden cliftoniet genoemd. Sommige microscopisch kleine korrels hebben kenmerkende isotopensamenstellingen, wat aangeeft dat ze vóór het zonnestelsel werden gevormd. Ze zijn een van de ongeveer 12 bekende soorten mineralen die dateren van vóór het zonnestelsel en zijn ook aangetroffen in moleculaire wolken. Deze mineralen werden gevormd in de ejecta toen supernovae explodeerde of kleine tot middelgrote sterren laat in hun leven hun buitenste enveloppen verdreven. Grafiet is misschien wel het tweede of derde oudste mineraal in het heelal.

De belangrijkste soorten natuurlijk grafiet, die elk in verschillende soorten ertsafzettingen voorkomen, zijn

Kristallijne kleine vlokjes grafiet (of vlokgrafiet) komen voor als geïsoleerde, platte, plaatachtige deeltjes met zeshoekige randen als ze niet gebroken zijn. Bij breuk kunnen de randen onregelmatig of hoekig zijn;

Amorf grafiet: zeer fijn vlokgrafiet wordt soms amorf genoemd;

Brok grafiet (of adergrafiet) komt voor in fissuuraders of breuken en verschijnt als massieve platachtige vergroeiingen van vezelachtige of naaldvormige kristallijne aggregaten, en is waarschijnlijk van oorsprong hydrothermisch.

Hooggeordend pyrolytisch grafiet verwijst naar grafiet met een hoekverdeling tussen de grafietplaten van minder dan 1 °.

De naam "grafietvezel" wordt soms gebruikt om te verwijzen naar koolstofvezels of met koolstofvezel versterkt polymeer.