Princip ugljičnog grafita uglavnom uključuje njegov proces stvaranja te fizikalna i kemijska svojstva.
Načelo formiranja
Stvaranje ugljičnog grafita uglavnom se postiže visokotemperaturnom obradom ugljičnih materijala. Pod visokom temperaturom okoline, atomi ugljika se preuređuju i spajaju, mijenjajući se iz neuređene strukture u uređenu slojevitu strukturu kako bi formirali grafit. Specifični proces uključuje sljedeće korake:
Izolirajte zrak i pojačajte toplinu: Zagrijte karbonski element na visokoj temperaturi kako biste izbjegli oksidacijsku reakciju.
Mehanizam pretvorbe karbida: Ugljični materijal tvori karbid s raznim mineralima, a zatim se na visokoj temperaturi razgrađuje u metalnu paru i grafit. Ovi minerali djeluju kao katalizatori u procesu grafitizacije.
Teorija rekristalizacije: U ugljičnoj sirovini nalaze se izuzetno mali kristali grafita. Pod visokom temperaturom, ovi kristali su zavareni zajedno zahvaljujući jedinstvenosti atoma ugljika da bi formirali veće kristale grafita.
Teorija rasta mikrokristala: Pod djelovanjem topline, policiklički aromatski spojevi prolaze kroz niz reakcija pirolize, i na kraju generiraju ogromne nakupine ravnih molekula, tvoreći nasumično naslaganu heksagonalnu ravninu ugljične mreže, to jest mikrokristale.
Fizikalna i kemijska svojstva
Grafit je alotrop ugljika, pri čemu je svaki ugljikov atom povezan s tri druga ugljikova atoma kovalentnim vezama. Svaki atom ugljika još uvijek zadržava jedan slobodni elektron za prijenos naboja, tako da grafit može provoditi struju. Ima stabilna kemijska svojstva, otporan je na koroziju i nije lako reagirati s kiselinama, alkalijama i drugim sredstvima. Kristalna struktura grafita je slojevita i sastoji se od mnogo šesterokuta, što ga čini dobrom vodljivošću i mazivošću.
