Графит

Графит (далее Г) (нем. Graphit, от греч. grapho — пишу), минерал, гексагональная модификация чистого наиболее устойчивая в условиях земной коры. Хорошо образованные редки, форма их обычно пластинчатая. Чаще природный Г представлен листочками без очертаний и их агрегатами. решетка Г — слоистого типа (см. рис.). В слоях С расположены в узлах гексагональных ячеек слоя. Каждый С окружен тремя соседними с расстоянием 1,42 . Слои располагаются параллельно на расстоянии 3,55 , с симметрической повторяемостью через один, т. к. они взаимно смещены. Связь между С в одном слое прочная, ковалентного типа; между слоями — слабая, остаточно-металлического типа. Особенности структуры Г и наличие разного типа связей обусловливают анизотропию ряда физических свойств. Так, остаточно-металлическая связь дает непрозрачность, металлический блеск и высокую электропроводность. От слабой связи между слоями зависит также характерная для Г спайность по одному направлению. Плотность 2230 кг/м3. Твердость благодаря легкости разрыва между сетками, перпендикулярными плоскости (0001), равна 1 по минералогической шкале; в самом слое твердость высокая — 5,5 и выше. Большой прочностью связи между самой сетки объясняется высокая температура плавления Г (3850 ± 50°С). Г хорошо проводит электричество (электрическое сопротивление 0,42.10-4 ом/м). Говые порошки и блоки имеют значительно большее сопротивление и тем большее, чем выше их дисперсность (до 8–20.10-4 ом/см). Г — кислотоупорен, окисляется только при высоких температурах, но растворяется в расплавленном и сгорает в расплавленной селитре. Г обладает низким сечением захвата тепловых нейтронов, легко обрабатывается. Свойства Г значительно изменяются при облучении нейтронами: увеличиваются электросопротивление, модуль упругости и твердости; теплопроводность уменьшается приблизительно в 20 раз.   Различают месторождения Г, связанного с магматическими горными породами или сланцами, и месторождения скрытокристаллического Г, образовавшегося при метаморфизме углей. В магматических горных породах Г из расплава и отмечается в виде отдельных чешуек и скоплений (гнезда и штоки) разной величины и разного содержания (например, Ботогольское месторождение в Бурятской АССР, где разрабатывают участки чистого Г без обогащения). Г добывают в основном из сланцев, образовавшихся в результате глубокого метаморфизма глин, содержащих битуминозные вещества. Содержание Г в сланцах достигает 3–10–20% и более. Говую чешуйку из руды извлекают флотацией. В СССР Г добывается на Украине; за рубежом — в Чехословакии, Австрии, ФРГ, Финляндии, Малагасийской Республике, на Цейлоне.   Скрытокристаллический Г образуется при изменении пластов угля под воздействием магматических пород. В месторождениях этого типа содержание 60–85:; руды используются без обогащения. Крупные месторождения такого Г известны в СССР на Урале и в Красноярском крае; за рубежом — в Мексике, в Южной Корее и др.   Наряду с природными Г к разновидности принадлежат также искусственные (доменный и карбидный Г). Доменный Г выделяется при медленном охлаждении больших масс чугуна, карбидный — при термическом разложении карбидов. К скрытокристаллической разновидности относится Г, получаемый в электрических печах путем нагревания углей до температуры более 22000.   Благодаря совокупности ценных физико- свойств Г применяют во многих областях современной промышленности. Высокая жаропрочность обусловливает использование Г в производстве огнеупорных материалов и изделий: литейных форм, плавильных тиглей, керамики, противопригарных красок в литейном деле и пр. Искусственный кусковой Г применяют как эрозионностойкие покрытия для сопел ракетных двигателей, камер сгорания, носовых конусов и для изготовления некоторых деталей ракет. Вследствие высокой электропроводности его широко используют для изготовления электротехнических изделий и материалов: гальванических элементов, щелочных аккумуляторов, электроизделий, скользящих контактов, нагревателей, проводящих покрытий и пр. Благодаря стойкости Г применяют в машиностроении в качестве конструкционных материалов (производство плит для футеровки, труб, теплообменников и пр.). Малый коэффициент трения Г позволяет использовать его для изготовления смазочных и антифрикционных изделий. Блоки из очень чистого искусственного Г используют в ядерной технике как замедлители нейтронов. Тонкоизмельченный скрытокристаллический Г в виде суспензии применяется для предупреждения образования накипи на стенках паровых котлов. Г также применяют для производства карандашей и красок. Все перечисленные области применения Г предъявляют очень разнообразные требования к его качеству (чистоте, величине форме частиц и т. п.), поэтому Г разных типов не всегда могут быть взаимозаменяемыми.   Среди социалистических стран по размерам добычи Г выделяются СССР и Чехословакия. В капиталистическом мире наибольшие количества Г дают. Южная Корея, Мексика, Австрия, ФРГ Лучшие сорта крупнокристаллического Г (в небольших количества) добывают Цейлон и Малагасийская Республика.   Лит.: Веселовский В. С., Г, 2 изд., М. 1960.   Р. В. Лобзова.