الجرافيت هو معدن غير معدني يتكون من الكربون النقي (C). تم استخدام هذا المعدن الأسود الناعم في الكتابة منذ اكتشافه، والآن أصبح للجرافيت استخدامات أكثر بفضل خصائصه الممتازة.
الجرافيت: حجر لا بد منه للكتاب
كلمة "الجرافيت" مشتقة من كلمة "graphein"، والتي تعني "الكتابة/الرسم" في اليونانية القديمة. تم استخدام الجرافيت في أدوات الكتابة المختلفة منذ اكتشافه. وبالتالي فإن حجر الجرافيت هو حجر لا بد منه للكتاب والمؤلفين.
كما تم الترحيب بالجرافيت باعتباره مصدر إلهام للإبداع والخيال لأنه الحجر الذي يلهم صوتك الداخلي، ويساعدك على التعبير عن أفكارك وإبداعك من خلال الكتابة. إذا كنت خجولًا أو تواجه صعوبة في التعبير عن نفسك، فارتدي أحجارًا كريمة تحتوي على الجرافيت كملحق. ابحث عن الجرافيت في الكوارتز وستجد أحجار كريمة جميلة تحتوي على الجرافيت.
بالإضافة إلى تشجيعنا على التعبير عن أنفسنا، فإن الاستخدامات المثيرة للاهتمام للجرافيت تثير فضولنا أيضًا. لدينا الكثير من الأسئلة حول استخدامات الجرافيت.
1. لماذا تسمى أقلام الرصاص التي تحتوي على الجرافيت أقلام الرصاص؟
الجرافيت ناعم للغاية ويتشقق عند الضغط الخفيف جدًا، مما يترك علامة على الورق. لذلك، يتم استخدامه لصنع قلب الرصاص في أقلام الرصاص. عندما تم اكتشاف الجرافيت لأول مرة، تم الخلط بينه وبين شكل من أشكال الرصاص يسمى الرصاص الأسود، لذلك كانت الأقلام المصنوعة من "الرصاص الأسود" تسمى أقلام الرصاص.
أتساءل كيف يحصلون على خيوط الجرافيت في قلم رصاص؟ انقر هنا .
2. لماذا تصنع الأقطاب الكهربائية من الجرافيت؟
أولًا، الجرافيت موصل ممتاز للكهرباء .
لماذا يوصل الجرافيت المعدني غير المعدني الكهرباء؟
بسبب وجود الإلكترونات غير المتمركزة، حيث أن كل ذرة كربون تشكل ثلاث روابط تساهمية فقط مع ثلاث ذرات كربون أخرى. تتمتع الإلكترونات غير المتمركزة بحرية الحركة عبر طبقات الجرافيت تحت تأثير المجال الكهربائي المطبق.
ثانيًا، يتمتع الجرافيت بنقطة انصهار عالية جدًا، مما يتيح استخدامه لتوصيل الكهرباء في تفاعلات درجات الحرارة العالية دون تغيير حالته. ومع هذه الدرجة العالية من الثبات، يمكن استخدام الجرافيت عندما تكون المواد الأخرى غير مناسبة.
وأخيرًا وليس آخرًا، الجرافيت متاح بسهولة وغير مكلف .
ولذلك، تتم معالجتها إلى أقطاب الجرافيت. والجرافيت، وهو عنصر أساسي لإنتاج بطاريات الليثيوم أيون ، متوافر بنسبة 10 إلى 30 مرة أكثر من الليثيوم في بطاريات الليثيوم أيون. ومع نمو الطلب على بطاريات الليثيوم أيون، من المتوقع أيضًا أن يرتفع الطلب على الجرافيت.
3. لماذا يستخدم الجرافيت في المفاعلات النووية؟
يحتوي الجرافيت (الكربون) على مقطع عرضي لامتصاص النيوترونات منخفض جدًا، ويعوض المقطع العرضي لامتصاص النيوترونات المنخفض جدًا للكربون عن زيادة وقت تباطؤ النيوترونات مما يجعل الجرافيت وسيطًا معقولًا، وبالتالي يتم تطبيقه في المفاعل النووي.
يؤدي طوب الجرافيت أيضًا وظيفة أمان مهمة من خلال توفير الهيكل الذي يتدفق من خلاله غاز ثاني أكسيد الكربون لإزالة الحرارة من الوقود النووي ويتم إدخال قضبان التحكم المستخدمة لإغلاق المفاعل.
4. هل يمكننا تحويل الجرافيت إلى الماس؟
وبما أن كلاً من الألماس والجرافيت مصنوعان بالكامل من الكربون، يتساءل البعض عما إذا كان من الممكن تحويل الجرافيت إلى ألماس.
الجواب نعم.
يمكن تحويل الجرافيت إلى ألماس عند تعرضه لضغط عالي جدًا (> 100 كيلو بار) ودرجات حرارة (> 2000 درجة مئوية). يحدث هذا لأن طريقة HPHT (الضغط العالي ودرجة الحرارة العالية) تكسر حلقات C السداسية في الجرافيت وتعيد بنائها إلى ماس ثلاثي الأبعاد.
ويعمل العلماء أيضًا على تحويل الماس إلى جرافيت.
5. لماذا يمكن استخدام الجرافيت كمادة تشحيم؟
ترتبط ذرات الكربون الموجودة في الجرافيت بقوة ببعضها البعض في صفائح. يُظهر الجرافيت قوة قص أقل تحت الاحتكاك بسبب ضعف الترابط بين الرقائق. نظرًا لأن الروابط بين الصفائح ضعيفة، يُظهر الجرافيت قوة قص أقل تحت قوة الاحتكاك. وبالتالي، يمكن استخدامه كمادة تشحيم صلبة وأصبح أحد مواد التشحيم الصلبة التقليدية والأولية.
6. لماذا يعتبر الجرافيت مادة مقاومة للحرارة؟
بسبب ثباته في درجات الحرارة العالية وخموله الكيميائي، يعتبر الجرافيت هو المرشح المثالي للمواد المقاومة للحرارة. يتم استخدامه في الصناعة التحويلية ويساعد في إنتاج الزجاج والصلب والبوتقات وما إلى ذلك.
7. كيف يتم تصنيع الجرافين من الجرافيت؟
الجرافين، ورقة تتكون من طبقة واحدة من الجرافيت. في البداية، استخدم العلماء شريطًا لفصل طبقات الكربون في الجرافيت. الآن، تم استكشاف طرق مختلفة لتحضير الجرافين ، مثل القص، والصوتنة، والأملاح المنصهرة.
يقدم الجرافين بعض الخصائص الرائعة التي تتجاوز خصائص الجرافيت. إنها المادة ذات أعلى قوة وأخف وزن وأفضل موصلية عرفتها البشرية. ولها مزايا متأصلة في مجالات بطاريات الطاقة الجديدة والمكثفات الفائقة وتحسين كفاءة تحويل الطاقة الشمسية.
8. ما هي فوائد إضافة الجرافيت إلى بطانات الفرامل؟
يعتبر الجرافيت مادة أساسية في إنتاج وسادات الفرامل وبطانات القابض. بفضل خصائصه التشحيمية، يقوم الجرافيت بتعديل تأثير الكبح لبطانات الاحتكاك ويساهم بشكل أساسي في راحة الكبح وتقليل الضوضاء. تلعب خصائص التوصيل الحراري المتميزة للجرافيت أيضًا دورًا مهمًا في بطانات الاحتكاك.
