Princip uhlíkového grafitu zahrnuje především proces jeho vzniku a fyzikální a chemické vlastnosti.
Princip formace
Tvorby uhlíkového grafitu se dosahuje především vysokoteplotním zpracováním uhlíkových materiálů. V prostředí s vysokou teplotou se atomy uhlíku přeskupují a spojují, mění se z neuspořádané struktury na uspořádanou vrstvenou strukturu za vzniku grafitu. Konkrétní proces zahrnuje následující kroky:
Izolujte vzduch a posilujte teplo: Zahřejte uhlíkový prvek na vysokou teplotu, abyste zabránili oxidační reakci.
Mechanismus přeměny karbidu: Uhlíkový materiál tvoří karbid s různými minerály a poté se při vysoké teplotě rozkládá na kovové páry a grafit. Tyto minerály působí jako katalyzátory v procesu grafitizace.
Teorie rekrystalizace: V uhlíkové surovině jsou extrémně malé krystaly grafitu. Při vysoké teplotě jsou tyto krystaly svařeny dohromady díky jedinečnosti atomů uhlíku za vzniku větších krystalů grafitu.
Teorie růstu mikrokrystalů: Působením tepla podléhají polycyklické aromatické sloučeniny sérii pyrolýzních reakcí a nakonec vytvářejí obrovské agregace planárních molekul, které tvoří náhodně naskládanou šestiúhelníkovou rovinu uhlíkové sítě, tedy mikrokrystaly.
Fyzikální a chemické vlastnosti
Grafit je alotrop uhlíku, přičemž každý atom uhlíku je spojen se třemi dalšími atomy uhlíku kovalentními vazbami. Každý atom uhlíku si stále zachovává jeden volný elektron pro přenos náboje, takže grafit může vést elektřinu. Má stabilní chemické vlastnosti, je odolný proti korozi a nesnadno reaguje s kyselinami, zásadami a jinými činidly. Krystalová struktura grafitu je vrstvená a složená z mnoha šestiúhelníků, díky čemuž má dobrou vodivost a kluznost.
