흑연이란 무엇입니까?- 정의, 유형 및 용도

흑연의 종류

다양한 유형의 흑연: 

1. 천연 흑연
   1. 고결정질 흑연
   2. 비정질 흑연
   3. 편상 흑연
2. 합성 흑연.

1. 천연 흑연

천연 흑연은 흑연 탄소의 광물 형태입니다. 결정도가 상당히 다릅니다. 상업용 흑연의 대부분은 광산이며 일반적으로 다른 광물을 포함합니다. 흑연을 채굴한 후 흑연을 농축하려면 거품 부유선광과 같은 상당한 양의 광물 처리가 필요합니다.

천연흑연은 열과 전기의 우수한 전도체로서 넓은 온도 범위에서 안정하며 융점이 3650℃의 고융점을 갖는 고강도 소재입니다. 주로 내화물, 전지, ​​제강, 팽창흑연, 브레이크 등에 사용됩니다. 라이닝, 파운드리 페이싱 및 윤활제.

천연 흑연은 세 가지 형태로 제공되며 모두 천연 흑연 재료로 처리됩니다. 세 가지 형태는 각각 고유한 속성을 가지고 있어 특정 용도에 적합합니다.

1.1 결정질 흑연

결정질 정맥 또는 덩어리 흑연은 천연 흑연의 가장 희귀하고 가장 가치있는 고품질 형태로 간주됩니다. 원유와 같은 지하 고온 유체에서 고체 흑연 탄소가 직접 침전되어 형성되며 시간, 온도 및 압력에 의해 흑연으로 변환됩니다.

스리랑카는 현재 결정질 정맥 흑연을 생산하는 유일한 관할 구역입니다. 결정질 정맥 흑연은 성형하기 쉽고 바인더 첨가제 없이도 고체 형태로 성형할 수 있어 품질이 낮은 원료에 비해 비용을 크게 절감할 수 있습니다.

결정질 덩굴 흑연 균열은 일반적으로 1cm에서 1m 사이의 두께를 가지며 일반적으로 90% Cg 이상의 순도를 갖습니다. 정제하지 않은 탄소의 순도가 95~99%입니다. 플레이크 흑연으로 많은 용도에 적합하며 윤활유, 배터리, 연삭 휠 및 분말 야금과 같은 제품 응용 분야 및 시장 가격 측면에서 뚜렷한 경쟁 우위를 제공합니다.

1.2 무정형 흑연

비정질 흑연은 일반적으로 무연탄 탄층과 변성제 사이의 접촉 변성으로 형성됩니다. 결과는 일반적으로 비정질 흑연으로 알려진 미세 결정질 흑연입니다. 비정질 흑연은 천연 흑연 중에서 가장 제한된 흑연이다. 흑연 함량은 지질 환경에 따라 25%에서 85%까지 다양합니다.

석탄, 슬레이트, 슬레이트와 같은 중형암층에서 극히 작은 결정과 같은 입자로 발견되었습니다. 비교적 낮은 탄소 순도는 정제 후 탄소 70~85% 사이에서 다양합니다. 확대해서 보지 않으면 보이지 않습니다.

연필, 윤활제, 내화물, 도료, 야금, 코팅, 브레이크 패드, 고무 첨가제 등 저질 흑연 제품에 사용됩니다. 가장 저렴한 형태의 흑연입니다. 중국, 멕시코, 미국에서 대량의 비정질 흑연 퇴적물이 발견됩니다.

1.3 플레이크 흑연

탄소 재료가 고압 및 고온에 노출되면 천연 플레이크 흑연이 형성됩니다. 탄소 소스 재료는 유기 또는 무기가 될 수 있지만 대부분의 상업적으로 이용 가능한 플레이크 흑연은 유기 침전물에서 파생됩니다. 필요한 압력은 일반적으로 1기가파스칼 이상이며 필요한 온도는 일반적으로 섭씨 750도 이상입니다.

플레이크 흑연은 광석 전체에 고르게 분포된 변성암이나 집중된 렌즈 모양의 주머니에서 찾을 수 있습니다. 탄소 농도의 범위는 5%에서 40% 사이입니다. 플레이크 흑연은 석회암, 편마암 및 편암과 같은 특정 변성암에서 층상 또는 박편 형태로 발견될 수 있습니다.

폼 부유선광은 플레이크 흑연을 추출하는 데 사용됩니다. "플로팅" 흑연은 흑연 함량이 80% -90%입니다. 층의 98% 이상이 흑연 화학 준비 공정을 사용하여 만들어졌습니다. 플레이크 흑연은 전 세계 여러 곳에서 찾을 수 있습니다.

2. 합성 흑연

인조 흑연은 코크스와 피치에서 생성될 수 있습니다. 이 흑연은 천연 흑연만큼 결정질이 아니지만. 고순도 열분해 흑연 또는 고배향 열분해 흑연(HOPG)은 흑연 시트 사이의 각도 퍼짐이 1° 미만인 흑연을 말합니다.

인조 흑연에는 기본적으로 두 가지 유형이 있습니다. 하나는 전기로에서 전기로에서 소성된 석유 코크스와 콜타르 피치에서 생산되는 순수 탄소인 전기 흑연입니다. 두 번째는 하소된 석유 피치를 2800°C로 가열하여 생성된 인조 흑연입니다.

기본적으로 인조 흑연은 전기 저항과 다공성이 높고 밀도가 낮습니다. 향상된 다공성으로 인해 내화 응용 분야에는 적합하지 않습니다.

인조 흑연은 흑연화, 비흑연성 탄소의 열처리 또는 2100K 이상의 온도에서 탄화수소의 화학 기상 증착에 의해 얻은 흑연질 탄소를 주로 포함합니다.

원자력 발전소의 인조 흑연 항공 우주 응용 분야, 탄소 브러시, 흑연 전극, 배터리 및 감속재의 응용. 인조 흑연의 다공성이 높기 때문에 내화 응용 분야에는 적합하지 않습니다.

흑연 사용

흑연은 고대부터 사용되었습니다. 그것은 현대 세계에서도 광범위한 응용 프로그램을 가지고 있습니다.

아래에서 흑연의 일반적인 용도를 살펴보겠습니다.

• 작성 자료
• 윤활유
• 내화물
• 원자로
• 배터리
• 그래핀 시트

1. 작문 자료

흑연이라는 단어는 '쓰다'로 번역되는 그리스어에서 유래했습니다. 따라서 흑연의 가장 일반적인 용도는 연필로 심을 만드는 것입니다. 이 납은 비정질 형태의 점토와 흑연의 혼합물입니다.

2. 윤활제/방충제

흑연은 그리스 등과 같은 윤활유의 주요 성분 중 하나입니다. 이 광물은 대기 중 수증기와 반응하여 도포된 표면에 박막 또는 층을 생성하여 마찰을 감소시킵니다. 흑연은 자동차 브레이크와 클러치에도 사용됩니다.

덩어리 흑연의 분말 형태는 페인트에도 사용됩니다. 왜요? 글쎄, 흑연은 본질적으로 발수성입니다. 따라서 목재 및 기타 표면에 보호 코팅을 제공합니다.

3. 내화물

열에 대한 높은 내성과 불변성으로 인해 흑연은 널리 사용되는 내화 재료입니다. 제조 산업에서 사용되며 유리 및 철강 생산 및 철 가공에 도움이 됩니다.

4. 원자로

흑연은 빠르게 움직이는 중성자를 흡수할 수 있습니다. 그 결과 원자로에서 핵반응을 안정화시키는 데 사용됩니다.

관련: 원자로란 무엇입니까?

5. 전기 산업

결정질 플레이크 흑연은 건전지 및 전기 산업에 필요한 탄소 전극, 브러시 및 플레이트 제조에 사용됩니다. 흥미롭게도 천연 흑연도 인조 흑연으로 가공됩니다. 이 유형의 흑연은 리튬 이온 배터리에 유용합니다.

6. 그래핀 시트

흑연은 그래핀 시트를 만드는 데 사용할 수 있습니다. 이 시트는 강철보다 100배 강하고 10배 가볍다고 합니다. 이 흑연 파생물은 더 가볍고 튼튼한 스포츠 장비를 만드는 데 사용됩니다. 많은 사람들이 의료 및 항공 우주 산업 분야의 미래 응용 프로그램을 고려하고 있습니다.

추가 읽기

• 흑연의 구조란 무엇입니까
• 흑연의 주요 특성은 무엇입니까
• 흑연의 용도
• 주철 | 유형, 속성, 응용 프로그램, 장점 및 단점
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참조:

흑연 재료:usgs.gov

FAQ.

흑연이란 무엇입니까?

고대에 플럼바고(Plumbago)라고 불리는 흑연은 탄소 원자가 육각형 구조로 배열된 부드러운 결정질 형태입니다. 흑연은 결정질 탄소의 자연 발생 형태입니다. 변성암과 화성암에서 발견되는 천연 원소 광물입니다. 흑연은 극한의 광물입니다.

흑연의 종류는 무엇입니까?

천연 흑연:세 가지 형태는 비정질 흑연, 플레이크 흑연 및 결정질 광맥 흑연이며 각각 고유한 특성을 가지고 있어 특정 용도에 적합합니다.

흑연을 발견한 사람은 누구입니까?

흑연은 Edward G. Acheson이 카보런덤에 대한 고온 실험을 수행하는 동안 우연히 합성되었습니다. 그는 약 4,150°C(7,500°F)에서 카보런덤의 실리콘이 기화되어 탄소가 흑연 형태로 남는다는 것을 발견했습니다.

흑연은 무엇에 사용됩니까?

흑연은 연필, 철강 제조 및 스마트폰과 같은 전자 제품에도 사용됩니다. 아마도 가장 중요한 응용 분야는 리튬 이온 배터리일 것입니다. 이 배터리는 흑연이 리튬보다 중요한 핵심 성분입니다. 실제로 리튬 이온 배터리에는 리튬보다 흑연이 10~30배 더 많습니다.

흑연은 무엇으로 만들어집니까?

흑연은 순수한 탄소로 만들어집니다. 탄소 원자는 다양한 구조를 만드는 결합을 형성할 수 있습니다. 다이아몬드와 흑연은 탄소의 가장 잘 알려진 두 가지 형태(동소체)입니다.

흑연의 특별한 점은 무엇입니까?

그것은 금속과 비금속의 특성을 모두 가지고 있다는 점에서 독특합니다. 유연하지만 탄력적이지 않고, 열 및 전기 전도성이 높으며, 내화성이 높고 화학적으로 불활성입니다. 흑연은 X선과 중성자의 흡착이 적어 핵 분야에서 특히 유용한 물질입니다.

흑연은 어디에서 발견됩니까?

흑연은 대리석, 편암 및 편마암과 같은 변성암에서 플레이크 또는 결정질 층으로 가장 자주 발견됩니다. 흑연은 유기물이 풍부한 셰일 및 석탄층에서도 발견될 수 있습니다. 이 경우 흑연 자체는 죽은 식물과 동물의 변태로 인한 것일 수 있습니다.

흑연이 피부에 좋은가요?

흑연은 장기간 피부 질환과 가죽 같은 갈라진 피부를 가진 사람들을 위한 동종 요법에 사용됩니다. 건선 증상에 도움이 될 수 있다는 일화적인 증거만 있습니다.

흑연을 윤활제로 사용합니까?

흑연은 윤활제로 오랫동안 사용되어 왔습니다[164]. 흑연의 윤활 메커니즘은 본질적으로 기계적인 것으로 생각되며 한 흑연 입자가 다른 흑연 입자 위로 미끄러지는 결과입니다. 흑연은 건조 윤활제로 사용되거나 윤활유에 분산될 수 있습니다.

석탄을 흑연으로 바꾸는 방법은 무엇입니까?

전자 레인지에서 석탄 가루가 들어있는 유리 병 내부에서 스파크가 발생합니다. 동박, 유리 용기 및 기존 가정용 전자레인지를 사용하여 와이오밍 대학의 연구원들은 미분탄 분말이 더 높은 가치의 나노 흑연으로 전환될 수 있음을 입증했습니다.

흑연이 강철보다 강합니까?

탄소 원자의 단일 층으로 구성된 물질인 그래핀은 강철보다 200배 더 강하고 종이보다 가벼우며 탁월한 기계적 및 전기적 특성을 지닌 가장 강력한 물질로 알려져 있습니다.

흑연은 물질입니까?

흑연은 탄소의 동소체입니다. 탄소 원자로 구성된 부드럽고 회색빛이 도는 검은색의 불투명한 물질입니다.

흑연을 녹일 수 있는 것은 무엇입니까?

흑연은 실제로 정상 압력에서 녹지 않습니다. 이산화탄소와 마찬가지로 고체 상태에서 기체 상태로 직접 이동합니다. 따라서 흑연은 약 100기압에 도달할 때까지 녹는점이 없습니다.

흑연은 누가 생산합니까?

중국은 세계 최고의 흑연 생산국이지만 중국의 흑연 매장량은 세계에서 두 번째로 많습니다. 세계에서 흑연 매장량이 가장 많은 국가는 터키입니다. 2020년에는 약 9천만 미터톤의 천연 흑연 매장량이 있습니다.

세계에서 가장 순수한 흑연은 어디에 있습니까?

스리랑카. 스리랑카의 흑연 채광은 네덜란드가 국가를 점령한 이래로 발생했습니다. 세계에서 가장 순수한 형태의 흑연인 광맥 흑연(덩어리 흑연이라고도 함)을 상업적 수량으로 생산하는 유일한 국가이며 현재 세계 흑연 생산량의 1% 미만을 차지합니다.

흑연은 방사선을 차단합니까?

흑연 필름은 전자기(EM) 방사선으로부터 전자 장치를 보호할 수 있지만 현재 제조 기술은 몇 시간이 걸리고 약 3000°C의 처리 온도가 필요합니다.

흑연의 부작용은 무엇입니까?

과다 노출의 영향 천연 흑연을 수년에 걸쳐 반복적으로 흡입하면 흉부 압박감, 숨가쁨, 기침, 검은 가래 및 통증과 같은 증상과 함께 폐에 흉터가 생길 수 있습니다.

연필에 흑연을 사용하는 이유는 무엇입니까?

흑연은 반 데르 발 힘에 의해 연결된 층의 계층 구조를 가지고 있습니다. 흑연은 층 사이를 쉽게 청소하므로 매우 부드럽고 미끄럽습니다. 이러한 이유로 연필과 고온에서 작동하는 기계의 윤활제로 사용됩니다.

흑연이 우수한 윤활유인 이유는 무엇입니까?

탄소 원자는 시트에서 함께 강력하게 결합됩니다. 시트 사이의 결합이 약하기 때문에 흑연은 마찰력 하에서 더 낮은 전단 강도를 나타냅니다. 따라서 고체 윤활제로 사용할 수 있으며 기존의 주요 고체 윤활 재료 중 하나가 되었습니다.

흑연은 윤활제로 사용할 수 있지만 다이아몬드는 사용할 수 없는 이유는 무엇입니까?

흑연은 부드러움과 비휘발성 때문에 빠르게 움직이는 기계 부품의 윤활제로 사용됩니다. 고온에서 작동하는 기계 부품의 윤활에 사용됩니다. 반면에 다이아몬드는 매우 단단한 물질입니다. 따라서 윤활제로 사용할 수 없습니다.

흑연이 다이아몬드와 다른 이유는 무엇입니까?

흑연과 다이아몬드는 가장 흥미로운 광물 중 두 가지입니다. 그것들은 화학적으로 동일합니다. 둘 다 탄소(C)로 구성되어 있지만 물리적으로 매우 다릅니다. … 흑연은 매우 부드럽고 이 척도에서 경도가 1~2입니다. 다이아몬드는 가장 단단한 천연 물질로 알려져 있으며 경도는 10입니다.