گرافیت کربن

گرافیت کربن نام دیگر گرافیت است و علت این که برخی آن را این گونه نام می برند این است که گرافیت از آلوتروپ های کربن می باشد که از دگرگونی زغال سنگ پدید آمده و از لایه های کربن تشکیل شده است.
گرافیت نوعی از مواد معدنی است که بسیار نرم می باشد و علت این امر نحوه ی ساختار لایه های کربن در آن است که می توانند روی هم بلغزند.
گرافیت رنگی خاکستری تیره دارد که حاصل خلوص بالای کربن در آن است اما در عین حال دارای درخششی فلزی نیز می باشد چرا که دارای درصد کمی از برخی فلزات سنگین نیز می باشد.
به دلیل استفاده از گرافیت طبیعی در مداد بسیاری آن را با نام مغز مداد نیز می شناسند.

گرافیت های کربن

گرافیت های کربن در طبیعت به سه صورت وجود دارند که عبارت اند از:

• گرافیت پوسته پوسته: این نوع از گرافیت در رگه های سنگ ها یافت می شود و کیفیت نسبتاً خوبی دارد.
• گرافیت بلورین: این نوع از گرافیت با نام گرافیت توده ای نیز شناخته می شود و بیشتر در کشور ترکیه یافته و به بهره برداری می رسند.
• گرافیت کریپتوکریستالی: این نوع از گرافیت که از مهم ترین انواع گرافیت در طبیعت می باشد در بستر زغال سنگ تولید و یافت می شود و بخش عمده ی گرافیت طبیعی مورد نیاز در صنعت را تأمین می کند.

البته گرافیت را می توان با استفاده از مواد نفتی چون کک به صورت سنتزی نیز در صنایع تولید کرد که در آن صورت دارای انواع مختلفی من جمله گرافیت کم سولفور، گرافیت پر سولفور ، خشک چینی و چرب و روغنی غیره می باشد که همگی آن ها دارای خلوص کربن بیشتری نسبت به انواع طبیعی آن می باشند.

ساختار گرافیت کربن

همان گونه که پیش تر به این موضوع اشاره شد گرافیت از لایه های کربن به وجود آمده است اما جالب است بدانید این لایه ها از قرار گرفتن 6 اتم کربن به صورت 6 ضلعی در کنار هم پدید آمده اند و از آن جایی که این اتم ها به صورت کووالانسی به هم وصل هستند با کربنی خارج از لایه ی خود پیوند نمی دهند بلکه لایه های گرافیت با پیوند های واندوالس به یکدیگر متصل هستند و ضعیف بودن پیوند واندوالس نسبت به پیوندهای کووالانسی کربن های تشکیل دهنده ی هر لایه است که سبب می شود لایه های کربن در گرافیت روی هم بلغزند.

گرافن

گرافن لایه های کربن تشکیل دهنده ی گرافیت هستند که دارای ساختاری دو بعدی می باشند.
گرافن دارای ضخامتی به اندازه ی قطر اتم کربن می باشد و برای تشخیص ضخامت کم این لایه ها می توانید در نظر داشته باشید که برای ساخت صفحه ای گرافنی با ضخامت 1 میلی متر نیاز به 3 میلیون لایه گرافنی است. گرافن به علت ساختار اتمی که دارد دارای استحکام بالا و در عین حال انعطاف پذیری بالایی است. همچنین گرافن با این که نوعی نافلز است دارای رسانایی نسبتاً خوبی است که سبب شده در گروه مواد نیمه رسانا قرار بگیرد.