Sisältö
Grafiitti: Grafiittikiteet kpl marmoria Saint-Jovite Skarn -alueelta, Mont-Tremblant, Les Laurentides RCM, Quebec, Kanada. Tämä näyte on noin 7,6 cm pitkä.
Mikä on grafiitti?
Grafiitti on kiteisen hiilen luonnossa esiintyvä muoto. Se on kotoperäinen mineraali, jota löydetään muodonmuutos- ja muinaisissa kiveissä. Grafiitti on äärimmäisyyksien mineraali. Se on erittäin pehmeä, halkeaa erittäin kevyellä paineella ja sillä on erittäin pieni ominaispaino. Sitä vastoin se on erittäin lämmönkestävä ja melkein inertti kosketuksessa melkein minkä tahansa muun materiaalin kanssa. Nämä äärimmäiset ominaisuudet antavat sille laajan käyttöalueen metallurgiassa ja valmistuksessa.
Hiutalegrafiitti: Hiutalegrafiitti, tuotettu Madagaskarissa.
Grafiittipala: Kalliografiitti Kropfmuhlista, Itävalta. Näytteen poikkileikkaus on noin puolitoista tuumaa (3,8 cm).
Grafiitti ja granaatti: Näyte grafiitti-kiillemäisestä, jossa on kaksi punaista almandiini- / pyropegranaattia Punaisen Embersin kaivoksesta, Erving, Massachusetts. Tämän näytteen poikkipinta on noin 5,08 cm.
Geologinen esiintyminen
Grafiitti on mineraali, joka muodostuu, kun hiileen kohdistuu lämpöä ja painetta maankuoressa ja ylemmässä vaipassa. Grafiitin tuottamiseksi tarvitaan paineita, jotka ovat 75 000 puntaa neliötuumaa kohden ja lämpötiloja välillä 750 celsiusastetta. Nämä vastaavat granuliittien muodonmuutosfäärejä.
Grafiitti alueellisesta metamorfismista (hiutalegrafiitti)
Suurin osa maapallon pinnalla näkemästä grafiitista muodostui nykyisissä laakerirajoissa, joissa orgaanisille rikkaille liuskeille ja kalkkikiveille alistettiin alueellisen metamorfismin lämpö ja paine. Tämä tuottaa marmoria, kiveä ja gneissiä, jotka sisältävät pieniä kiteitä ja grafiittihiutaleita.
Kun grafiittia on riittävän suurissa pitoisuuksissa, nämä kivet voidaan louhia, murskata hiukkaskokoon, joka vapauttaa grafiittihiutaleet, ja prosessoida erityispainoerolla tai vaahdotuksella vaahdottaa pienitiheyksisen grafiitin poistamiseksi. Valmistettu tuote tunnetaan nimellä "hiutalegrafiitti".
Grafiitti kivihiilisauman metamorfismista ("amorfinen" grafiitti)
Jotkut grafiittimuodot muodostuvat kivihiilisaumojen muodostumisesta. Hiilen orgaaninen materiaali koostuu pääasiassa hiilestä, hapesta, vedystä, typestä ja rikistä. Metamorfismin lämpö tuhoaa hiilen orgaaniset molekyylit haihduttaen happea, vetyä, typpeä ja rikkiä. Jäljellä on melkein puhdas hiilimateriaali, joka kiteytyy mineraaligrafiitiksi.
Tämä grafiitti esiintyy "saumoissa", jotka vastaavat alkuperäistä hiilikerrosta. Kaivoksessa materiaali tunnetaan nimellä "amorfinen grafiitti". Sana "amorfinen" on oikein väärin tässä käytössä, koska sillä on kiteinen rakenne. Kaivoksesta lähtien tällä materiaalilla on samanlainen ulkonäkö kuin kivihiileillä ilman kirkasta ja tylsää nauhaa.
Grafiitti hydrotermisestä metamorfismista
Pieni määrä grafiittia muodostuu hiiliyhdisteiden reaktion avulla kivessä hydrotermisen metamorfismin aikana. Tämä hiili voidaan mobilisoida ja laskeutua laskimoihin yhdessä hydrotermisten mineraalien kanssa. Koska se saostuu, sillä on korkea kiteisyysaste, ja se tekee siitä suositun materiaalin moniin sähkökäyttöön.
Grafiitti tyylikkäissä kallioissa ja meteoriiteissa
Pieniä määriä grafiittia tiedetään esiintyvän primaarisena mineraalina piittisissä kiveissä. Se tunnetaan pieninä hiukkasina basalttivirtauksissa ja syeniitissä. Sen tiedetään myös muodostuvan pegmatiittiin. Jotkut rautameteoriitit sisältävät pieniä määriä grafiittia. Nämä grafiitin muodot ovat tapahtumia, joilla ei ole taloudellista merkitystä.
Paras tapa oppia mineraaleista on opiskella pienten näytteiden kokoelmalla, jota voit käsitellä, tutkia ja tarkkailla niiden ominaisuuksia. Halvat mineraalikokoelmat ovat saatavilla kaupasta.
Grafiitti ja timantti
Grafiitti ja timantti ovat kaksi hiilen mineraalimuotoa. Diamond muodostuu vaipasta äärimmäisen kuumuuden ja paineen alaisena. Suurin osa Maapallon pinnan läheisyydessä löydetystä grafiitista muodostui kuoreen matalammissa lämpötiloissa ja paineissa. Grafiitilla ja timantilla on sama koostumus, mutta niiden rakenteet ovat hyvin erilaiset.
Grafiitin hiiliatomit on kytketty kuusikulmaiseen verkkoon, joka muodostaa yhden atomin paksuisia levyjä. Nämä levyt ovat huonosti kytkettyjä ja helposti halkaistaan tai liukuvat toistensa yli, jos ne altistetaan pienelle voimamäärälle. Tämä antaa grafiitille erittäin alhaisen kovuuden, täydellisen halkeaman ja liukas tunteen.
Sen sijaan timantin hiiliatomit on kytketty runkorakenteeseen. Jokainen hiiliatomi on kytketty kolmiulotteiseen verkkoon neljän muun hiiliatomin kanssa, joilla on vahvat kovalenttiset sidokset. Tämä järjestely pitää atomit tiukasti paikoillaan ja tekee timantista poikkeuksellisen kovan materiaalin.
Grafiitin kulutus: Yhdysvaltojen grafiitin kulutus käytön mukaan vuonna 2012. Tiedot USGS Mineral Commodity Summary -sivustolta.
Synteettinen grafiitti
"Synteettinen grafiitti" valmistetaan lämmittämällä korkeahiilisiä materiaaleja, kuten öljykoksi ja kivihiilitervakorkeus, lämpötilaan, joka on alueella 2500-3000 celsiusastetta. Näissä korkeissa lämpötiloissa kaikki raaka-aineessa olevat haihtuvat materiaalit ja monet metallit tuhoutuvat tai ajavat pois. Jäljelle jäävä grafiitti yhdistää arkkimaisen kiteisen rakenteen. Synteettisen grafiitin puhtaus voi olla yli 99% hiiltä, ja sitä käytetään valmistetuissa tuotteissa, joissa vaaditaan erittäin puhdasta materiaalia.
Grafiitti kärjessä Essex Countystä, New York. Näytteen poikkipinta on noin 5 tuumaa (12,7 senttimetriä).
Grafiitti kärjessä Essex Countystä, New York. Näytteen poikkipinta on noin 5 tuumaa (12,7 senttimetriä).