اصل کربن گرافیت

اصل کربن گرافیت عمدتاً شامل فرآیند تشکیل و خواص فیزیکی و شیمیایی آن است.

اصل تشکیل
تشکیل گرافیت کربن عمدتاً با عملیات حرارتی بالا مواد کربنی حاصل می شود. در محیط دمای بالا، اتم‌های کربن دوباره مرتب می‌شوند و با هم ترکیب می‌شوند و از ساختار نامنظم به ساختار لایه‌ای مرتب تغییر می‌کنند و گرافیت را تشکیل می‌دهند. فرآیند خاص شامل مراحل زیر است:

جداسازی هوا و تقویت حرارت: عنصر کربن را در دمای بالا گرم کنید تا از واکنش اکسیداسیون جلوگیری شود.

مکانیسم تبدیل کاربید: مواد کربنی با مواد معدنی مختلف کاربید تشکیل می‌دهند و سپس در دمای بالا به بخار فلز و گرافیت تجزیه می‌شوند. این کانی ها به عنوان کاتالیزور در فرآیند گرافیتی شدن عمل می کنند.

تئوری تبلور مجدد: کریستال های گرافیت بسیار کوچک در مواد خام کربن وجود دارد. در دمای بالا، این کریستال ها توسط منحصر به فرد بودن اتم های کربن به یکدیگر جوش داده می شوند تا کریستال های گرافیت بزرگتر را تشکیل دهند.

تئوری رشد میکروکریستال: در اثر گرما، ترکیبات آروماتیک چند حلقه‌ای تحت یک سری واکنش‌های پیرولیز قرار می‌گیرند و در نهایت تجمعات عظیمی از مولکول‌های مسطح را ایجاد می‌کنند و یک صفحه شبکه کربنی شش ضلعی تصادفی را تشکیل می‌دهند، یعنی ریزبلورها.
خواص فیزیکی و شیمیایی
گرافیت آلوتروپ کربن است که هر اتم کربن با پیوندهای کووالانسی به سه اتم کربن دیگر متصل است. هر اتم کربن هنوز یک الکترون آزاد را برای انتقال بار حفظ می کند، بنابراین گرافیت می تواند الکتریسیته را هدایت کند. خواص شیمیایی پایداری دارد، در برابر خوردگی مقاوم است و به راحتی با اسیدها، قلیاها و سایر عوامل واکنش نمی دهد. ساختار کریستالی گرافیت لایه لایه است و از شش ضلعی های زیادی تشکیل شده است که باعث می شود رسانایی و روان کنندگی خوبی داشته باشد.