Grafite

Grafite É uma pedra de alta energia que é um excelente componente em bastões. Muitas vezes referido como a "Pedra da liberdade pessoal", acredita-se que seja benéfico para ajudar a fazer as mudanças de vida necessárias para o crescimento pessoal. É pensado para melhorar as habilidades de escrita e fornecer uma melhor compreensão das equações matemáticas. Ajuda a estimular as habilidades de pensamento cognitivo, incentivando seu usuário a um maior aprendizado e melhora a comunicação.

No 4º milênio aC, durante o Neolítico no sudeste da Europa, a cultura Marița usava grafite em uma tinta de cerâmica para decorar a cerâmica. Algum tempo antes de 1565 (algumas fontes dizem que já em 1500), um enorme depósito de grafite foi descoberto na abordagem de Gray Knotts do vilarejo de Seathwaite na freguesia de Borrowdale, Cumbria, Inglaterra, que os habitantes locais acharam útil para marcar ovelhas. Durante o reinado de Elizabeth I (1558–1603), o grafite de Borrowdale foi usado como material refratário para revestir moldes de balas de canhão, resultando em bolas mais arredondadas e suaves que podiam ser disparadas mais longe, contribuindo para a força da marinha inglesa. Esse depósito específico de grafite era extremamente puro e macio e poderia ser facilmente cortado em palitos. Devido à sua importância militar, esta mina única e sua produção eram estritamente controladas pela Coroa. Durante o século 19, o uso do grafite se expandiu bastante para incluir polidores de fogão, lubrificantes, tintas, cadinhos, revestimentos de fundição e lápis, um fator importante na expansão das ferramentas educacionais durante o primeiro grande aumento da educação para as massas. O império britânico controlava a maior parte da produção mundial (especialmente do Ceilão), mas a produção dos depósitos austríacos, alemães e americanos se expandiu em meados do século. Por exemplo, a Dixon Crucible Company de Jersey City, New Jersey, fundada por Joseph Dixon e o sócio Orestes Cleveland em 1845, abriu minas no distrito de Lake Ticonderoga em Nova York, construiu uma planta de processamento lá e uma fábrica para fabricar lápis e cadinhos e outros produtos em New Jersey, descritos no Engineering & Mining Journal de 21 de dezembro de 1878. O lápis Dixon ainda está em produção. O início do processo revolucionário de flotação de espuma está associado à mineração de grafite. Incluído no artigo da E&MJ sobre a Dixon Crucible Company está um esboço dos "tanques flutuantes" usados no antigo processo de extração de grafite. Como o grafite é muito leve, a mistura de grafite e resíduos foi enviada para uma série final de tanques de água, onde um grafite mais limpo “flutuou”, deixando resíduos para cair. Em uma patente de 1877, os dois irmãos Bessel (Adolph e August) de Dresden, Alemanha, levaram esse processo de "flutuação" um passo adiante e adicionaram uma pequena quantidade de óleo aos tanques e ferveram a mistura - uma etapa de agitação ou espuma - para coletar o grafite, os primeiros passos para o futuro processo de flotação. Adolph Bessel recebeu a Medalha Wohler pelo processo patenteado que elevou a recuperação de grafite para 90% do depósito alemão. Em 1977, a Sociedade Alemã de Engenheiros de Minas e Metalúrgicos organizou um simpósio especial dedicado à sua descoberta e, portanto, ao 100º aniversário da flotação. Nos Estados Unidos, em 1885, Hezekiah Bradford, da Filadélfia, patenteou um processo semelhante, mas é incerto se seu processo foi usado com sucesso nos depósitos de grafite próximos do Condado de Chester, Pensilvânia, um grande produtor na década de 1890. O uso do processo de Bessel era limitado, principalmente por causa dos abundantes depósitos de limpeza encontrados em todo o mundo, que não precisavam de muito mais do que separação manual para coletar o grafite puro. O estado da arte, ca. 1900, é descrito no relatório do Departamento Canadense de Minas sobre minas e mineração de grafite, quando os depósitos canadenses começaram a se tornar importantes produtores de grafite.

O carbono sólido vem em diferentes formas conhecidas como alótropos, dependendo do tipo de ligação química. Os dois mais comuns são diamante e grafite (os menos comuns incluem buckminsterfullereno). No diamante, as ligações são sp e os átomos formam tetraedros, cada um ligado aos quatro vizinhos mais próximos. No grafite, eles são híbridos orbitais esp e os átomos se formam em planos com cada um deles ligado a três vizinhos mais próximos separados por 120 graus. As camadas individuais são chamadas de grafeno. Em cada camada, os átomos de carbono estão dispostos em uma estrutura em favo de mel com um comprimento de ligação de 0,142 nm, e a distância entre os planos é de 0,335 nm. Os átomos no plano são ligados covalentemente, com apenas três dos quatro locais de ligação potenciais satisfeitos. O quarto elétron está livre para migrar no plano, tornando o grafite eletricamente condutivo. A união entre as camadas ocorre por meio de ligações de van der Waals fracas, que permitem que as camadas de grafite sejam facilmente separadas ou deslizem umas sobre as outras. A condutividade elétrica perpendicular às camadas é conseqüentemente cerca de 1000 vezes menor.

Graphite ocorre em rochas metamórficas como resultado da redução de compostos de carbono sedimentares durante o metamorfismo. Também ocorre em rochas ígneas e em meteoritos. Os minerais associados ao grafite incluem quartzo, calcita, micas e turmalina. As principais fontes de exportação de grafite extraído estão em ordem de tonelagem: China, México, Canadá, Brasil e Madagascar. Em meteoritos, o grafite ocorre com minerais troilita e silicato. Pequenos cristais grafíticos no ferro meteorítico são chamados de cliftonita. Alguns grãos microscópicos têm composições isotópicas distintas, indicando que foram formados antes do sistema solar. Eles são um dos cerca de 12 tipos conhecidos de minerais que antecedem o Sistema Solar e também foram detectados em nuvens moleculares. Esses minerais foram formados no material ejetado quando supernovas explodiram ou estrelas de tamanho baixo a intermediário expulsaram seus envelopes externos no final de suas vidas. O grafite pode ser o segundo ou terceiro mineral mais antigo do Universo.

Os principais tipos de grafite natural, cada um ocorrendo em diferentes tipos de depósitos de minério, são

Pequenos flocos cristalinos de grafite (ou grafite em flocos) ocorrem como partículas isoladas, planas, semelhantes a placas com bordas hexagonais se não quebradas. Quando quebradas, as bordas podem ser irregulares ou angulares;

Grafite amorfa: a grafite em flocos muito fina é às vezes chamada de amorfa;

O grafite granulado (ou grafite venoso) ocorre em veias de fissura ou fraturas e aparece como intercrescimentos maciços de placas de agregados cristalinos fibrosos ou aciculares e é provavelmente de origem hidrotérmica.

Grafite pirolítica altamente ordenada refere-se à grafite com uma distribuição angular entre as folhas de grafite de menos de 1 °.

O nome "fibra de grafite" às vezes é usado para se referir a fibras de carbono ou polímero reforçado com fibra de carbono.