Графит
Графит как вещество представляет собой аллотропную форму углерода, характеризующуюся определённой кристаллической структурой. Эта структура и обусловливает свойства графитового вещества.В периодической системе Д.И. Менделеева углерод расположен в четвертой группе элементов. Порядковый номер углерода 6, массовое число наиболее распространенного (98,892%) стабильного углерода 12. Ядро атома углерода состоит из 6 протонов и 6 нейтронов. Атомный вес природного углерода 12,01115±0,00005. Это объясняется существованием (1,108%) стабильного изотопа с массовым числом 13. Согласно идеализированной модели, предложенной Берналом, структура графита представляет собой непрерывный ряд слоев, параллельных основной плоскости и состоящих из гексагонально связанных друг с другом атомов углерода. В природе встречаются две структурные формы графита, соответствующие двум кристаллическим модификациям: гексагональная и ромбоэдрическая. Они различаются расположением слоев.
Объяснение большого разнообразия физических свойств различных видов углеродистых материалов следует искать в величине отдельных кристаллов и их группировке, а также в специфичности кристаллической структуры графита.
С технической точки зрения графит — это материал, который применяется практически во всех отраслях промышленности. Он состоит в основном из углерода, но всегда содержит примеси других веществ в виде золы, летучих веществ, влаги. Плотность чистых и крупных кристаллов графита 2,23 ± 0,01 г/см3. Плотность искусственных графитовых материалов колеблется в пределах 1,5—2,25г/см3. Пониженная плотность объясняется неполной молекулярной упорядоченностью и пористостью графита.
Удельное электрическое сопротивление кристалла графита равно 0,42 Ом*мм2/м и имеет положительный температурный коэффициент сопротивления. К важнейшим свойствам графита в технологии производства электродов и электроуглей относятся жирность и пластичность.
Прочность изделий из графита в значительной степени зависит от дисперсной структуры. Крупнокристаллические графиты очень мягки вследствие легкости расщепления по плоскостям спайности. Изделия из этих графитов имеют низкую механическую прочность и твердость.
Независимо от химического состава и примесей у графитов различных месторождений наблюдается большое разнообразие свойств. Это разнообразие свойств сводится в основном к различиям дисперсной структуры, т. е. к величине, форме и взаимному расположению кристаллов графита, слагающих тело. Поэтому все графитовые материалы классифицируются по дисперсной структуре, поскольку она определяет промышленное применение графитов.