گرافیت

گرافیت

گرافیت

<-PostAuthor->
گرافیت

گرافیت چیست؟

گرافیت یکی از آلوتروپ‌های کربن است که ساختار لایه-لایه داشته و به رنگ سیاه است.گرافین پایه و اساسِ گرافیت میباشد، در گرافیت هر کدام از اتم‌هایِ چهارظرفیتیِ کربن، با سه پیوندِ کووالانسی به سه اتمِ کربنِ دیگر متصل شده‌اند و یک شبکه گسترده را تشکیل داده‌اند. این لایه خود نیز روی یک لایه مشابه قرار گرفته در این صورت الکترون چهارم هم یک پیوند تشکیل داده است اما این پیوند از نوعِ پیوندِ واندروالسی است که پیوندی بسیار ضعیف میباشد. به همین دلیل است که ما می توانیم با گرافیت بنویسیم. در اصل مابا فشار دادن گرافیت برروی کاغذ یا سطح زیرینش باعث نوعی شکستگی کوچک در ساختمان گرافیت میشویم وگرافیت جدا شده به سطح کاغذ می چسبد. اکثرا این شکستگی ها به دلیل این است که لایه های گرافین به راحتی روی هم می لغزند و جدا میشوند. مشخصات گرافیت به شرح جدول زیر می باشد.


در ساختار نوک مداد از گرافیت، خاک رس وموم استفاده میشود. دسته بندی مداد ها بر اساس میزان استفاده این مواد در آن ها است. مغز مداد به طور عمده از گرافیت تشکیل شده‌است، مغزهای مدادی که در مداد به کار می‌روند، بسته به میزان خاک رسی که با آنها ترکیب می‌شود، دارای سختی متفاوتی هستند.


مداد ها در ۲۰ گروه دسته بندی میشوند.از H9 تا B9 و مداد HB حد وسط بین آن هاست. از گرافیت به عنوان الکترودهای کوره، روان کننده، ماده نسوز، قطعات الکتریکی، رنگ‌ها، فولادهای پرکربن، چدن‌ها، مداد گرافیتی و … هم استفاده می‌شود.


گرافیت چرب کننده بسیار خوبی است، مخصوصاً وقتی که با روغنهای نیم جامد یا ژله های نفتی مخلوط شود، که در این حالت روغن گرافیت خوانده می شود. از گرافیت برای چرب کردن قطعات ماشین هایی استفاده می شود که در حرارتهای زیاد کار می کنند.


نقطه ذوب گرافیت مانند الماس حدود ۳۵۰۰ درجه سانتیگراد است. به همین دلیل گاهی از آن برای ساختن بوته های مخصوص ذوب فولاد و فلزات دیگر استفاده شده و همچنین به عنوان الکترود در کوره های الکتریکی نیز به کار می رود.


برای تهیه مداد، گرافیت را با خاک چینی مخلوط کرده و به شکل باریکه های مغز مداد در می آورند.


هم چنین از گرافیت به عنوان عامل کنترل کننده در راکتورهای هسته ای استفاده می شود. گرافیت در راکتورهای هسته ای سرعت نوترون های حاصل از متلاشی شدن هسته اتم های سنگین را کم کرده و آنها را برای ایجاد شکافت در سایر اتمها آماده می کند.


هیبریداسیون اتم ها در ساختمان گرافیت sp2 می باشد. که به واسطه این هیبریداسیون هر اتم کربن با ۳ اتم خود پیوند تشکیل می دهد به طوری که تمام اتم های دارای پیوند در یک صفحه قرار می گیرند و زاویه پیوندی در این اتمها ۱۲۰ درجه می باشد.


یک اربیتال p نیمه پر در هر اتم عمود بر صفحه وجود دارد که با اتمهای صفحه پایینی یا بالایی همپوشانی ناقصی را انجام داده و تشکیل پیوند می دهد. به دلیل همپوشانی ضعیف اربیتال ها در این پیوندها، پیوند بین صفحات بسیار سست بوده و گرافیت به صورت لایه لایه در می آید. الکترونهای بین صفحات توانایی جابجایی داشته و به همین دلیل گرافیت در طول صفحات ( در راستای موازی با صفحات) رسانای جریان الکتریسیته می باشد.


فاصله بین لایه ها در حدود۳.۳۵ آنگستروم می باشدُ که با جمع شعاع واندروالسی برابر است و نشان دهنده کوچکی نیروی بین لایه هاست. به همین دلیل گرافیت بسیار نرم بوده و لایه ها به راحتی بر روی یکدیگر می لغزند.



تاريخ : دوشنبه 13 دی 1395 | 16:32 | نويسنده : علیرضا دادفر |

گرافین چیست؟

گرافین یکی از آلوتروپ های کربن می باشد که تنها ماده دوبعدی موجود در جهان است. در حقیقت گرافین، یک شبکه‌یِ لانه‌زنبوری‌ِ ۲بعدی‌ست که از پیوندِ کووالانسیِ اتم‌هایِ کربن به‌وجود آمده است و ضخامتش تنها یک‌اتمِ کربن است. میتوان گفت که گرافین یک لایه گرافیت با ضخامت اتمی می باشد به همین علت است که با رویِ هم قرار گرفتنِ گرافین‌ها، گرافیت به‌وجود می‌آید. به‌عبارتِ دیگر یک‌گرافیت از گرافین‌هایی تشکیل شده است که به‌وسیله‌یِ نیروهایِ جاذبه‌یِ ضعیفِ بینِ مولکولی رویِ هم قرار گرفته‌اند.


لازم به ذکر است که گرافین ۲۰۰ برابر محکم‌تر از فولاد است و ممکن است از نظر رسانش الکتریکی برترین ماده در دمای اتاق باشد. طول پیوند های کربن در گرافین حدود ۰٫۱۴۲نانومتر می باشد.


آندره گایم و کنستانتین نووسلف به دلیل ساخت این ماده و رد کردن نظریه مرمین-واگنر جایزه نوبل فیزیک ۲۰۱۰ را دریافت کردند.



تاريخ : دوشنبه 13 دی 1395 | 16:31 | نويسنده : علیرضا دادفر |

گرافین و گرافیت چیستند؟

در سال ۲۰۰۴، آندره گایم و کنستانتین نووسلف، از دانشگاه منچستر موفق به ساخت ماده ای به نام گرافین شدند. هرچند نخستین بار در سال ۱۹۴۷ فیلیپ والاس درباره گرافین نوشت و سپس از آن زمان تلاش‌هایِ زیادی برایِ ساختِ آن صورت گرفته بود اما قضیه‌ای به نامِ قضیه مرمین-واگنر در مکانیکِ آماری و نظریه میدان‌هایِ کوانتومی وجود داشت که ساختِ یک ماده دوبعدی را غیرممکن و چنین ماده‌ای را غیرپایدار می‌دانست. و گرافین یک ماده دوبعدی بود.




تاريخ : دوشنبه 13 دی 1395 | 16:31 | نويسنده : علیرضا دادفر |

انواع گرافیت

عملاً دو نو ع گرافیت وجود دارد که با هم در تریب قرار گرفتن لایه ها تفاوت دارند. در هیچ حالتی کلیه اتمهای کربن مربوط به لایه ها یک در میان بر هم منطبق هستند. ولی در پایدارترین حالت لایه ها یک در میان بر هم منطبق هستند.


Diagram of graphite structure


از گرافیت هم چنین یک شکل لوزی نیز موجود است که در آن لایه دو در میان قابل انطباق هستند. این شکل بیشتر در گرافیت های طبیعی مشاهده شده است.


بسیاری از شکلهای کربن بی ریخت، مانند زغال معمولی، دوده، دوده چراغ در واقع به شکل بلورهای ریز گرافیت هستند. در پاره ای از دوده ها این بلور های ریز به اندازه ای کوچکند که فقط چند سلول واحد از ساختمان گرافیت را دارند.


یکی از جنبه های مهم تکنولوژی گرافیت، تولید الیاف بسیار محکم به وسیله پیرولیز الیاف پلیمر آلی با جهت یابی معین در دمای ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد یا بالاتر است، در این مورد می توان پلی آکریلونیتریل یا پلی آکریلات استره یا سلولز را به عنوان مثال ذکر کرد. وقتی این الیاف ها در پلاستیک ها به کار می روند ماده به دست آمده سبک و دارای استحکام زیادی است. اشکال دیگر گرافیت مانند اسفنج، ورقه و رشته را نیز می توان تهیه کرد.


ساختمان لایه ای و بسیار سست گرافیت باعث می شود، بسیاری از مولکولها و یونها بین لایه ها نفوذ کرده و به این ترتیب ترکیبات بین شبکه ای یا لایه ای تشکیل شود. که این عمل به منظور نارسانا ساختن یا تقویت رسانایی الکتریکی گرافیت کاربرد دارد.



تاريخ : دوشنبه 13 دی 1395 | 16:30 | نويسنده : علیرضا دادفر |

اطلاعات کانی شناسی گرافیت

شکل بلوری ورقه‌های شش گوش و به طور کمیاب به صورت ماکله

شکل ظاهری بلوری- فلسی- توده‌ای

رنگ خاکستری تیره - سیاه - خاکستری فلزی

رنگ خاکه خاکستری تیره فلزی درخشان

سختی موس ۱-۲

وزن مخصوص ۲٫۰۹ - ۲٫۲۳ g/cm³

جلا فلزی - مات

شفافیت غیرشفاف - شفاف

پاراژنز پیریت، کلسیت، مارکاسیت

کانی مشابه مولیبدنیت - کانیهای منگنز دار



تاريخ : دوشنبه 13 دی 1395 | 16:29 | نويسنده : علیرضا دادفر |

اطلاعات معدنی گرافیت

کانسار فراوان؛ بیشتر در آمریکا، روسیه، ماداگاسکار، چک و اسلواکی
منشأ تشکیل پگماتیتی - دگرگونی حرارتی
محل پیدایش سری لانکا
کاربرد در متالورژی، الکتروتکنیک، رآکتورهای اتمی و ساخت انواع مداد


تاريخ : دوشنبه 13 دی 1395 | 16:29 | نويسنده : علیرضا دادفر |

گرافیت

گرافیت یکی از آلوتروپ‌های (دگرشکلی ها)کربن است که به جهت نرم بودن و رنگ سیاهش در ساخت نوک مداد مورد استفاده قرار می‌گیرد. گرافیت ساختار لایه-لایه داشته و از قرار گرفتن ۶ اتم کربن به صورت ۶ ضلعی منتظم پدید آمده است. این اتم‌ها با پیوند کوالانسی به هم متصلند و نمی‌توانند با کربنی خارج از این لایه پیوند کوالانسی تشکیل دهند، بنابراین یک لایه گرافیت از طریق پیوند واندروالس -که پیوند ضعیفی است- به لایه‌های زیرین متصل است. این خاصیت سبب می‌شود لایه‌های گرافیت به راحتی به روی هم بلغزند. به همین دلیل از این ترکیب برای «روان کاری» و «روغن کاری» استفاده می شود. از گرافیت به عنوان الکترودهای کوره، روان کننده، ماده نسوز، قطعات الکتریکی، رنگ‌ها، فولادهای پرکربن، چدن‌ها، مداد گرافیتی و … استفاده می‌شود. گرافیت بر خلاف الماس (دیگر آلوتروپ کربن) هادی جریان الکتریکی‌ست. گرافیت پایدارترین شکل کربن در شرایط استاندارد است.



تاريخ : دوشنبه 13 دی 1395 | 16:27 | نويسنده : علیرضا دادفر |
.: Weblog Themes By SlideTheme :.
تبليغاتclose
دفتر مقام معظم رهبری