مهندس
هندسة أتمتة صناعية, طرطوس

الجرافيت أو الرصاص الأسود، كان يعرف قديمًا باسم بلومباغو (plumbago)، هو أحد المعادن التي تتشكل طبيعيًا من الكربون، وهو أكثر أشكال الكربون استقرارًا في الظروف القياسية، لذلك عادةً ما يستخدم كواحدة قياس لتحديد حرارة تكوين مركبات الكربون، يحتوي الجرافيت على هيكل متعدد الطبقات يتكون من ست ذرات كربون مرتبة في صفائح أفقية متباعدة عن بعضها البعض، وهذه هي الطريقة التي يتبلور بها الجرافيت في النظام السداسي، على عكس الكربون المتبلور في النظام الثماني أو الرباعي مثل الألماس، عادةً ما اكون الروابط بين ذراته ثنائية الشكل ومتشابهة في خواصها الفيزيائية، لكنها ليست كذلك في النظام الرباعي، فعلى سبيل المثال يكون الجرافيت ذو لون رمادي غامق مائل إلى الأسود ولين جدًا، ذو صلابة 1.5 على مقياس موس للصلابة، بينما الألماس الذي تصطف ذراته وفق النظام الرباعي يكون عديم اللون وشفاف وهو من أقسى المواد المتشكلة طبيعيًا.

يتشكل الجرافيت نتيجة تحول رواسب المواد التي تحتوي على الكربون من خلال تفاعل مركبات الكربون مع المواد المنصهرة في باطن الأرض، أو عن طريق تبلور الكربون المنصهر، ليتشكل الجرافيت على شكل قشور أو كتل كبيرة أو عروق في الصخور البلورية، يستخرج الجرافيت من عدة دول، أهمها الصين والهند وكوريا الشمالية والبرازيل وكندا، ويستخدم في صناعة أقلام الرصاص ومواد التشحيم والبوتقات وواجهات المسابك ومصابيح القوس والبطاريات وفرش المحركات الكهربائية.

صُنع الجرافيت للمرة الأولى عن طريق الخطأ من قبل العالم إدوارد أتشسون عند قيامه بتجارب على حجر الكاربوروندوم، حيث كان يعمل على رفع درجة حرارة الحجر لدرجات عالية ووجد أنّ السيلكون الموجود ضمن الحجر بدء بالتبخر عند درجة حرارة 4150 درجة مئوية تاركًا خلفه الكربون على شكل جرافيت، ليحصل بذلك في عام 1896 على براءة اختراع مسجلة بسمه لكشف طريقة تصنيع الجرافيت، وليبدأ بعدها الإنتاج التجاري للجرافيت في عام 1897.

يتواجد الجرافيت بشكله الطبيعي في ثلاث أنواع رئيسية، يحدث كل منها ضمن نوع مختلف من الرواسب الخام، وهي:

  1. الجرافيت المتقشر: وهو أقل الإنواع شيوعًا، يحتوي على نسبة كربون ضمنه بين 85% و98% ويستخدم في صناعة بطاريات الليثيوم أيون ابمستخدمة في أغلب الأجهزة الألكترونية، يحدث هذا النوع على شكل جزيئات معزولة ومسطحة شبيهة باللوحة ذو ست حواف إذاولم تتعرض للأذى أو الكسر، بينما اكون حوافها غير منتظمة عندما تكسر، يتشكل ضمن الصخور المتحولة كالحجر الجيري والنيس والشست.
  2. الجرافيت غير المتبلور: أكثر الأنواع شيوعًا، يحتوي على نسبة أقل من الكربون مقارنةً بالنوع الأول، بين 70% و80%، ولديه أدنى نقاء، يستخدم في صناعة أقلام الرصاص وفي بطانة الفرامل الحرارية والجوانات، وهو عبارة عن جسيمات دقيقة للغاية شبيهة بالبلورة، يتشكل في الصخور المتحولة المتجانسة مثل صخور الأردواز والصخر الزيتي، مثل الفحم لكنه غير قادر على الاشتعال.
  3. الجرافيت المقطوع: ويعرف أيضًا باسم الجرافيت الوريد، وهو من أندر الأنواع وأغلاها ثمنًا، يتوفر حاليًا في سيرلانكا فقط، ويمكن استخدامه في معظم التطبيقات، يتشكل نتيحةً لتحول رواسب النفط الخام تحت تأثير الضغط والحرارة خلال فترة زمنية طويلة، يكون على شكل أوردة ضمن شقوق الصخور المتكسرة، ينراوح عرض الوريد الواحد بين 5 و10 سم، وبنقاوة تصل من 70% إلى 90%.

أكمل القراءة

216 مشاهدة

0

هل لديك إجابة على "ما هو الجرافيت"؟