[Krystyna]

   

Graphite jest krystaliczną odmianą alotropową (formą) pierwiastka węgla
Składa się z wielu ułożonych warstw grafenu, zwykle ponad setek warstw. 
Graphite występuje naturalnie i jest najbardziej stabilną formą węgla w standardowych warunkach. 
Syntetyczny i naturalny Graphite jest zużywany na dużą skalę (1,3 miliona ton metrycznych rocznie w 2022 r.) do zastosowań w wielu krytycznych gałęziach przemysłu, w tym w produkcji materiałów ogniotrwałych ( 50 %), baterii litowo-jonowych (18%), odlewni (10%) i środków smarnych (5%), między innymi (17%). [ 6 ] 
Graphite przekształca się w diament pod wpływem ekstremalnie wysokiego ciśnienia i temperatury. 
Niski koszt Graphite, obojętność cieplna i chemiczna oraz charakterystyczna przewodność cieplna i elektryczna znajdują liczne zastosowania w procesach wysokoenergetycznych i wysokotemperaturowych.

Rodzaje i odmiany
Grafit może występować naturalnie lub być wytwarzany syntetycznie. 
Grafit naturalny pozyskuje się z naturalnie występujących złóż geologicznych, a grafit syntetyczny powstaje w wyniku działalności człowieka

Naturalny
Grafit występuje naturalnie w Rudach, które można sklasyfikować jako amorficzne (mikrokrystaliczne) lub krystaliczne (płatkowe lub bryłowe/wiórowe), co jest określone przez morfologię Rudy, krystaliczność i wielkość ziarna 
Wszystkie naturalnie występujące złoża Graphite powstają w wyniku metamorfizmu skał osadowych węglistych, a typ rudy wynika z jej otoczenia geologicznego. 
Węgiel , który został poddany metamorfozie termicznej, jest typowym źródłem Graphite amorficznego. 
Krystaliczny Graphite płatkowy wydobywa się ze skał metamorficznych węglistych, podczas gdy Graphite bryłowy lub wiórowy wydobywa się z żył występujących w regionach metamorficznych o wysokiej zawartości 
Wydobycie grafitu ma poważne negatywne skutki dla środowiska.

Syntetyczny
Syntetyczny grafit ma wysoką czystość i jest zwykle produkowany przez termiczną grafityzację materiałów węglowodorowych w temperaturach przekraczających 2100 °C, najczęściej w procesie Achesona 
Wysokie temperatury są utrzymywane przez tygodnie i są niezbędne nie tylko do utworzenia Graphite z Węgli Prekursorowych, ale także do odparowania wszelkich zanieczyszczeń, które mogą być obecne, w tym Wodoru, Azotu, Siarki, substancji organicznych i metali. 
Powstały syntetyczny Graphite jest bardzo czysty — ponad 99,9% czystości C — ale zwykle ma niższą gęstość, przewodność i wyższą porowatość niż jego naturalny odpowiednik. Syntetyczny Graphite można formować w bardzo duże (centymetrowe) płatki, zachowując jednocześnie wysoką czystość, w przeciwieństwie do prawie wszystkich źródeł naturalnego grafitu.
Grafit syntetyczny można uzyskać również innymi metodami, w tym przez osadzanie chemiczne z fazy gazowej z węglowodorów w temperaturach powyżej 2500 K (2230 °C), przez rozkład węglików niestabilnych termicznie lub przez krystalizację z przesyconych węglem stopów metali

Badania
Trwają prace badawczo-rozwojowe nad nowymi metodami przemysłowej produkcji Graphite do różnych zastosowań, w tym do produkcji baterii litowo-jonowych, materiałów ogniotrwałych i odlewni. 
Poczyniono znaczne postępy w grafityzowaniu tradycyjnie niegrafityzowalnych węgli. 
Firma w Nowej Zelandii wykorzystuje odpady leśne do produkcji tego, co nazwali „biografitem”, w procesie zwanym termokatalityczną grafityzacją 
Inna grupa w Stanach Zjednoczonych wykorzystuje metodę zwaną fotokatalityczną grafityzacją do produkcji wysoce krystalicznego, wysoce czystego Graphite do baterii litowo-jonowych i innych zastosowań z różnych źródeł węgla

Naturalny
Występowanie
Grafit występuje w skałach metamorficznych w wyniku redukcji osadowych związków węgla podczas metamorfizmu . Występuje również w skałach magmowych i meteorytach
Minerały związane z grafitem to kwarc, kalcyt, miki i turmalin
Głównymi źródłami eksportu wydobywanego Graphite są, według tonażu, Chiny, Meksyk, Kanada, Brazylia i Madagaskar 
Znaczne, niewykorzystane zasoby Graphite występują również w kolumbijskiej Kordylierze Centralnej w postaci łupków grafitonośnych

W meteorytach Graphite występuje z minerałami troilitowymi i krzemianowymi 
Małe kryształy Graphite w żelazie meteorytowym nazywane są kliftonitem 
Niektóre mikroskopijne ziarna mają charakterystyczny skład izotopowy, co wskazuje, że powstały przed powstaniem Układu Słonecznego 
Są jednym z około 12 znanych typów minerałów, które poprzedzają powstanie Układu Słonecznego i zostały również wykryte w obłokach molekularnych 
Minerały te powstały w wyrzutach, gdy eksplodowały supernowe lub gwiazdy o małych lub średnich rozmiarach wyrzuciły swoje zewnętrzne otoczki pod koniec swojego życia.
Graphite może być drugim lub trzecim najstarszym minerałem we Wszechświecie.

Historia użytkowania
W IV tysiącleciu p.n.e., w epoce neolitu w południowo-wschodniej Europie, kultura Marița używała grafitu w farbie ceramicznej do dekorowania wyrobów ceramicznych
Kiedyś przed 1565 (niektóre źródła podają nawet rok 1500), na podejściu do Grey Knotts od wioski Seathwaite w parafii Borrowdale w hrabstwie Cumbria w Anglii odkryto ogromne złoże Graphite, które miejscowi uznali za przydatne do znakowania owiec. 
Podczas panowania Elżbiety I (1558–1603) Graphite z Borrowdale był używany jako materiał ogniotrwały do wykładania form kul armatnich, co skutkowało uzyskaniem bardziej okrągłych i gładszych kul, które można było wystrzeliwać dalej, przyczyniając się do siły angielskiej marynarki wojennej. 
To szczególne złoże Graphite było niezwykle czyste i miękkie, i można je było łatwo ciąć na patyki. 
Ze względu na swoje znaczenie militarne, ta wyjątkowa kopalnia i jej produkcja były ściśle kontrolowane przez Koronę

W XIX wieku zastosowania Graphite znacznie się rozszerzyły i objęły polerowanie pieców, smary, farby, tygle, okładziny odlewnicze i ołówki, co stanowiło główny czynnik ekspansji narzędzi edukacyjnych podczas pierwszego wielkiego wzrostu edukacji dla mas. 
Imperium Brytyjskie kontrolowało większość światowej produkcji (zwłaszcza z Cejlonu), ale produkcja ze złóż austriackich, niemieckich i amerykańskich wzrosła do połowy wieku. Na przykład firma Dixon Crucible Company z Jersey City w stanie New Jersey, założona przez Josepha Dixona i wspólnika Orestesa Clevelanda w 1845 roku, otworzyła kopalnie w dzielnicy Lake Ticonderoga w Nowym Jorku, zbudowała tam zakład przetwórczy i fabrykę produkującą ołówki, tygle i inne produkty w New Jersey, opisaną w czasopiśmie Engineering & Mining Journal z 21 grudnia 1878 roku. 
Ołówek Dixona jest nadal w produkcji. 

Początki rewolucyjnego procesu flotacji pianowej wiążą się z wydobyciem grafitu. 
W artykule w „E&MJ” na temat firmy Dixon Crucible Company zamieszczono szkic „pływających zbiorników” stosowanych w odwiecznym procesie wydobywania grafitu. 
Ponieważ grafit jest bardzo lekki, mieszanina Graphite i odpadów była przepuszczana przez ostatnią serię zbiorników z wodą, gdzie czystszy Graphite „odpływał”, pozostawiając odpady. 
W patencie z 1877 roku dwaj bracia Bessel (Adolph i August) z Drezna w Niemczech posunęli ten proces „pływający” o krok dalej, dodając niewielką ilość oleju do zbiorników i gotując mieszankę – etap mieszania lub spieniania – w celu zebrania Graphite, co stanowiło pierwszy krok w kierunku przyszłego procesu flotacji. 
Adolph Bessel otrzymał Medal Wohlera za opatentowany proces, który zwiększył odzysk Graphite ze złóż niemieckich do 90%. 
W 1977 roku Niemieckie Stowarzyszenie Inżynierów Górniczych i Metalurgów zorganizowało specjalne sympozjum poświęcone ich odkryciu i tym samym 100. rocznicy flotacji

W Stanach Zjednoczonych, w 1885 roku, Hezekiah Bradford z Filadelfii opatentował podobny proces, ale nie jest pewne, czy jego proces został z powodzeniem zastosowany w pobliskich złożach Graphite w hrabstwie Chester w Pensylwanii, które w latach 90. XIX wieku były głównym producentem. 
Proces Bessela był ograniczony w użyciu, głównie ze względu na obfite czystsze złoża występujące na całym świecie, które nie wymagały wiele więcej niż ręcznego sortowania, aby zebrać czysty Graphite
Stan techniki, ok.  1900 r ., opisano w raporcie Kanadyjskiego Departamentu Górnictwa na temat kopalni i górnictwa Graphite, kiedy kanadyjskie złoża zaczęły stawać się ważnymi producentami grafitu. 

Inne nazwy
Historycznie Graphite nazywano czarnym ołowiem lub ołownikiem 
Ołownik był powszechnie używany w swojej masywnej postaci mineralnej. 
Obie te nazwy powstały w wyniku pomylenia z podobnie wyglądającymi Rudami Ołowiu, zwłaszcza Galeną 
Łacińskie słowo oznaczające Ołów, Plumbum, dało nazwę angielskiemu terminowi określającemu ten szary, metaliczny minerał, a nawet ołowianom, czyli ołownikom , roślinom o kwiatach przypominających ten kolor.

Określenie czarny ołów zwykle odnosi się do sproszkowanego lub przetworzonego Graphite o matowo czarnym kolorze.

Abraham Gottlob Werner ukuł nazwę Graphite („kamień do pisania”) w 1789 roku. 
Próbował on wyjaśnić pomyłkę między molibdenem, grafitem i czarnym ołowiem po tym, jak Carl Wilhelm Scheele w 1778 roku udowodnił, że są to co najmniej trzy różne minerały. 
Analiza Scheele wykazała, że związki chemiczne: Siarczek Molibdenu ( molibdenit ), Siarczek Ołowiu(II) ( galena ) i Grafit to trzy różne miękkie, czarne minerały. 
https://en.wikipedia.org/wiki/Graphite

[Krystyna]

   
Grafit jest jak diament
Jest formą rodzimego węgla krystalicznego, którego atomy ułożone są w heksagonalnej strukturze, która jest nieprzezroczysta i ma kolor od ciemnoszarego do czarnego. 
Występuje w postaci heksagonalnych kryształów, elastycznych arkuszy, łusek lub dużych mas. 
Może być ziemisty, ziarnisty lub zwarty. 
Grafit powstaje z metamorfizmu osadów węglistych i reakcji związków węgla z roztworami hydrotermalnymi. 
Występuje naturalnie w tej formie i jest najbardziej stabilną formą węgla w standardowych warunkach. 
Pod wpływem wysokiego ciśnienia i temperatury przekształca się w diament 
Wygląda zupełnie inaczej niż diament i znajduje się na drugim końcu skali twardości. 
Jego miękkość wynika ze sposobu, w jaki atomy węgla są ze sobą połączone - pierścienie sześciu atomów węgla są ułożone w szeroko rozstawionych poziomych arkuszach. 
Atomy są silnie związane wewnątrz pierścieni, ale bardzo słabo związane między arkuszami. 
Jest stosowany w ołówkach i smarach. 
Jego wysoka przewodność sprawia, że jest przydatny w produktach elektronicznych, takich jak elektrody, baterie i panele słoneczne

Nazwa : Od greckiego słowa oznaczającego pisać, nawiązując do jego zastosowania jako kredki.
Asocjacja : Szeroka gama minerałów stabilnych w warunkach metamorficznych, w których tworzy się grafit. W meteorytach, w konkrecjach z troilitem, krzemianach
Polimorfizm i serie : Polimorfizm z Chaoite, Diamond, and lonsdaleite.
https://geologyscience.com/minerals/graphite/

[Krystyna]

   
Występowanie Graphite
Powstaje w wyniku metamorfizmu osadowego materiału węglistego poprzez redukcję związków węgla; jest głównym składnikiem skał magmowych 
Występuje w skałach metamorficznych w wyniku redukcji osadowych związków węgla podczas metamorfizacji 
Występuje również w skałach magmowych i meteorytach. 
Minerałami pokrewnymi są Kwarc, Kalcyt, Mika i Turmalin 
Głównymi eksporterami rudy są Chiny, Meksyk, Kanada, Brazylia i Madagaskar.

Synthetic Graphite
Grafit syntetyczny to materiał składający się z węgla grafitowego, który otrzymywany jest przez grafityzację węgla niegrafitowego, przez chemiczne osadzanie z fazy gazowej (CVD) węglowodorów w temperaturze powyżej 2500 K, przez rozkład termicznie niestabilnych węglików lub przez krystalizację z przesyconych węglem stopów metali.
Termin „sztuczny” jest często używany jako synonim Synthetic Graphite
Jednakże termin „syntetyczny grafit” jest preferowany, ponieważ uważa się, że jego kryształy składają się z makrocząsteczek Węgla. 
Termin Synthetic Graphite jest używany głównie w odniesieniu do węgla grafityzowanego, chociaż termin CVD obejmuje Grafit pirolityczny, a także pozostałości po rozpadzie węglików. 
Te powszechne zastosowania są identyczne z definicją powyżej. 
Synonimami tego najważniejszego rodzaju Grafitu syntetycznego są Acheson Graphite and Electrograph.

Obszar zastosowań
Natural Graphite
*Grafit naturalny jest stosowany głównie do produkcji materiałów ogniotrwałych, akumulatorów, stali, grafitu ekspandowanego, okładzin hamulcowych, okładzin odlewniczych i środków smarnych.
*Do produkcji tygli zaczęto używać Grafitu o bardzo dużych płatkach, a do produkcji cegieł węglowo-magnezowych stosowano Grafit o nie aż tak dużych płatkach; 
w przypadku tych i innych wyrobów istnieje obecnie o wiele większa elastyczność w zakresie wymaganego rozmiaru płatków, a Grafit amorficzny nie jest już ograniczony do materiałów ogniotrwałych niskiej jakości.
*Zastosowanie Grafitu w bateriach wzrosło w ciągu ostatnich 30 lat. 
Do budowy elektrod w najważniejszych technologiach baterii używa się Grafitu naturalnego i syntetycznego.
*Popyt na baterie. 
Na przykład bateria litowo-jonowa w całkowicie elektrycznym Nissanie Leaf zawiera prawie 40 kg Grafitu.
*Naturalny Grafit w produkcji stali wykorzystywany jest głównie do zwiększania zawartości węgla w stopionej stali, a także do smarowania matryc używanych do wytłaczania gorącej stali.
*Naturalny Grafit amorficzny i drobnopłatkowy jest stosowany w okładzinach hamulcowych i szczękach hamulcowych w cięższych pojazdach (nie przeznaczonych do pojazdów mechanicznych). 
Jego znaczenie wzrosło, gdy zaszła potrzeba zastąpienia Azbestu.
*Farba do odlewania powierzchni form to farba wodna w postaci amorficznej lub drobnoziarnistej. 
Pomalowanie nią wnętrza formy i pozostawienie jej do wyschnięcia pozostawia cienką warstwę Grafitu, która ułatwia oddzielanie się odlewu po ostygnięciu gorącego metalu.

Zastosowanie Synthetic Graphite
*Wysokoogniskowy Grafit pirolityczny (HOPG) to najwyższej jakości syntetyczna forma Grafitu. 
W badaniach naukowych jest stosowany jako wzorzec długości do kalibracji skanerów, zwłaszcza w mikroskopach z sondą skanującą.
*Elektrody przenoszą prąd elektryczny, który topi złom żelazny i stalowy w elektrycznych piecach łukowych, większości pieców stalowniczych, a czasami topi bezpośrednio zredukowane Żelazo (DRI). 
Są one wytwarzane z Koksu Naftowego po zmieszaniu ze Smołą Węglową .
*W procesie elektrolitycznego wytopu aluminium stosuje się również Grafitowe elektrody węglowe. 
Na znacznie mniejszą skalę, syntetyczne elektrody wyładowcze są wykorzystywane do produkcji form wtryskowych do tworzyw sztucznych w procesie elektroerozyjnym (EDM).
*Specjalne gatunki Grafitu Syntetycznego, takie jak Gilsocarbon, znajdują zastosowanie jako matryca i moderator neutronów w reaktorach jądrowych. 
Niski przekrój czynny na neutrony również zaleca jego stosowanie w zalecanych reaktorach fuzyjnych.
*Włókno węglowe i nanorurki węglowe są również stosowane w tworzywach sztucznych wzmacnianych włóknem węglowym oraz kompozytach żaroodpornych, takich jak wzmocniony włóknem węglowym (RCC). 
Komercyjne konstrukcje wykonane z kompozytów Grafitowo-włóknowych obejmują wędki, trzonki kijów golfowych, ramy rowerowe, panele nadwozia samochodów sportowych, nadwozie Boeinga 787 Dreamliner oraz nadwozie barierek basenowych.
*Współczesny proch bezdymny jest pokryty Grafitem, który zapobiega gromadzeniu się ładunków statycznych.
*Zastosowano go w co najmniej trzech materiałach pochłaniających promieniowanie radarowe. 
Sumpf i Schornsteinfeger, stosowane w rurach ssących okrętów podwodnych w celu zmniejszenia przekrojów czynnych radarów, były zmieszane z gumą. 
F-117 Nighthawk został również użyty w płytkach na myśliwcach szturmowych
Kompozyty grafitowe są stosowane jako pochłaniacze cząstek o wysokiej energii (np. w pochłaniaczu wiązki LHC).
https://geologyscience.com/minerals/graphite/

[Krystyna]

   

Dystrybucja
Istnieje wiele lokalizacji, ale tylko w nielicznych można znaleźć dobrze skrystalizowane okazy.
*W USA , w Monroe i Ticonderoga, hrabstwo Essex, Nowy Jork; w Franklin i Sterling Hill, Ogdensburg, hrabstwo Sussex, New Jersey.
*W Kanadzie zdarzenia o znaczeniu handlowym miały miejsce w Quebecu, w Buckingham i Grenville oraz w przyległych częściach Ontario.
*W Rosji, w Niżnym Tunguskim, na wschód od Turukhanska, w pobliżu rzeki Jenisej, na Syberii; w Shunga w Karelii.
*W okolicach Ratnapura, Matara i Kurunegale na Sri Lance znajdują się duże złoża czystego materiału.
W Pasawie, Bawaria, Niemcy.
Z Pargas, Finlandia.
*W Anglii, w Barrowdale, niedaleko Keswick, Cumbria.
*W Meksyku, w Santa Maria, Sonora, powstał w wyniku metamorfizmu złóż węgla.
https://geologyscience.com/minerals/graphite/

Gdzie występuje Graphite?
Grafit występuje w takich krajach jak Chiny, Indie, Brazylia, Korea Północna, Kanada i Stany Zjednoczone Ameryki.

Gdzie w USA występuje Graphite?
Grafit występuje na Alasce, w Alabamie, Kolorado, Montanie, Nowym Jorku, Pensylwanii i Teksasie. 
Znane są również znaleziska grafitu w Kalifornii, Connecticut, Georgii, Michigan, New Hampshire, New Jersey, Karolinie Północnej, Rhode Island i Wyoming.
Kopalnie grafitu w USA
Największym znanym złożem Grafitu w Stanach Zjednoczonych jest złoże Graphite Creek na Alasce. 
Chociaż mówi się, że w USA nie wydobywa się grafitu od lat 50. XX wieku, istnieje wiele innych kopalni w stanach Waszyngton i Kolorado, żeby wymienić tylko kilka.

Graphite w Indiach
Występowanie Grafitu odnotowano w różnych stanach, ale złoża o znaczeniu gospodarczym znajdują się w Chhattisgarh, Jharkhand, Odisha i Tamilnadu. 
Według danych, Arunachal Pradesh posiada największe naturalne zasoby grafitu w Indiach, a następnie Dżammu i Kaszmir.

[Krystyna]

   
Zastosowania Graphite
Ołówek grafitowy
Grafit jest produkowany w różnych klasach lub stopniach, w zależności od miękkości lub twardości materiału. 
Różne klasy powodują różne rodzaje nadruków. 
Klasa ołówka jest napisana na nim, zazwyczaj z boku. 
W przypadku ołówków rysunkowych jest to wartość alfanumeryczna.

Proszek Graphite
Czym jest Proszek Graphite?
Proszek grafitowy to rodzaj proszku grafitowego, który zachowuje pierwotne i wtórne właściwości materiału. 
Jest wyjątkowo silnym środkiem smarnym i może pomóc zmniejszyć tarcie między dwiema powierzchniami.
Do czego stosuje się Proszek Graphite?
Zwykle stosuje się go do produkcji bejcy, elektrod, smarów, okładzin hamulcowych, akumulatorów, nawozów oraz w produkcji szkła i innych produktów.

Smar Graphite
Jest to stały lub suchy smar. 
Tworzy szybkoschnącą powłokę, która zapewnia długotrwałe smarowanie.
Zastosowania smaru Graphite
Jednym z najczęściej stosowanych stałych smarów jest Graphite
Smar Graphite jest stosowany między innymi w sprężarkach powietrza, przemyśle spożywczym, w połączeniach torów kolejowych, zaworach instrumentów dętych blaszanych, mechanizmach fortepianowych, przekładniach otwartych, łożyskach kulkowych oraz w warsztatach mechanicznych.

Papier Graphite
Papier Grafitowy jest używany do procesu zwanego transferem grafitowym. 
Jest to konwencjonalna strategia stosowana przez artystów, twórców i rzemieślników do przenoszenia rysunków o tej samej wielkości z powierzchni początkowej na powierzchnię roboczą.

Bateria grafitowa
Anoda w akumulatorach litowo-jonowych jest wykonana z Grafitu. 
Nie ma dla niej substytutu. 
Są lżejsze i bardziej imponujące niż konwencjonalne akumulatory, a ich charakterystyka napięcia jest płaska, co oznacza, że zapewniają praktycznie pełną moc aż do wyczerpania.

Spray Graphite
Spray Grafitowy to Grafit używany jako smar lub środek smarny do większości zastosowań domowych i codziennych. 
Można go stosować wszędzie tam, gdzie smar jest potrzebny lub gdzie pozostałości i brud mogłyby przeszkadzać. 
Przykładami są zamki, otwory na klucze, wentylatory, a także zawiasy i zasuwy w wejściach i drzwiach.

Pręt Graphite
Pręty Grafitowe są wykorzystywane głównie w obróbce cieplnej i zastosowaniach elektrochemicznych. 
Stanowią również podstawę belek nośnych lub szyn paleniska, umożliwiając rozszerzalność cieplną.
https://www.healingcrystalsco.com/blogs/blog/graphite

[Krystyna]

   

[Krystyna]