Per cosa si utilizza la grafite?

Il carbone è un minerale

Grafite: Cristalli di grafite in un pezzo di marmo della Saint-Jovite Skarn Zone, Mont-Tremblant, Les Laurentides RCM, Quebec, Canada. Questo campione è lungo circa tre pollici (7,6 cm).

La grafite è una forma naturale di carbonio cristallino. È un minerale elemento nativo che si trova nelle rocce metamorfiche e ignee. La grafite è un minerale di estremi. È estremamente morbida, si taglia con una pressione molto leggera e ha un peso specifico molto basso. Al contrario, è estremamente resistente al calore e quasi inerte a contatto con quasi tutti gli altri materiali. Queste proprietà estreme le danno una vasta gamma di usi nella metallurgia e nella produzione.

La grafite è un minerale che si forma quando il carbonio è sottoposto a calore e pressione nella crosta terrestre e nel mantello superiore. Per produrre la grafite sono necessarie pressioni dell’ordine di 75.000 libbre per pollice quadrato e temperature dell’ordine di 750 gradi Celsius. Queste corrispondono alla facies metamorfica granulitica.

La maggior parte della grafite che si vede oggi sulla superficie terrestre si è formata ai confini convergenti delle placche, dove scisti e calcari ricchi di sostanze organiche sono stati sottoposti al calore e alla pressione del metamorfismo regionale. Questo produce marmo, scisti e gneiss che contengono piccoli cristalli e scaglie di grafite.

Grafite pirolitica

La grafite (/ˈɡræfaɪt/), arcaicamente chiamata plumbago,[6] è una forma cristallina dell’elemento carbonio con i suoi atomi disposti in una struttura esagonale. Si presenta naturalmente in questa forma ed è la forma più stabile del carbonio in condizioni standard. A pressioni e temperature elevate si trasforma in diamante. La grafite è usata nelle matite e nei lubrificanti. È un buon conduttore di calore e di elettricità. La sua alta conducibilità la rende utile in prodotti elettronici come elettrodi, batterie e pannelli solari.

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La grafite si presenta nelle rocce metamorfiche come risultato della riduzione dei composti di carbonio sedimentari durante il metamorfismo. Si trova anche nelle rocce ignee e nei meteoriti.[5] I minerali associati alla grafite includono quarzo, calcite, mica e tormalina. Le principali fonti di esportazione di grafite estratta sono, in ordine di tonnellaggio: Cina, Messico, Canada, Brasile e Madagascar.[10]

Nei meteoriti, la grafite si presenta con troilite e minerali silicati.[5] Piccoli cristalli grafitici nel ferro meteoritico sono chiamati cliftonite.[8] Alcuni grani microscopici hanno composizioni isotopiche distintive, che indicano che si sono formati prima del sistema solare.[11] Sono uno dei circa 12 tipi conosciuti di minerali che precedono il sistema solare e sono stati rilevati anche nelle nubi molecolari. Questi minerali si sono formati nell’ejecta quando le supernovae sono esplose o le stelle di dimensioni da basse a medie hanno espulso i loro involucri esterni alla fine della loro vita. La grafite potrebbe essere il secondo o terzo minerale più antico dell’Universo.[12][13]

Grafite vs fibra di carbonio

La grafite è un minerale industriale con proprietà fisiche uniche che includono una conduttività termica/elettrica superiore e generalmente si presenta in una delle tre forme – microcristallina o amorfa, grumo cristallino o vena e fiocco cristallino.

Ci sono usi tradizionali esistenti per la grafite: refrattari, fonderie, lubrificanti, ecc. che stanno crescendo in modo modesto e alcune nuove innovazioni, ma queste vengono sommerse dalla nuova domanda di grafite adatta all’uso nei veicoli elettrici.

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La domanda tradizionale di grafite è in gran parte legata all’industria dell’acciaio, dove viene usata come rivestimento per siviere e crogioli, come componente dei mattoni che rivestono i forni (“refrattari”), e come agente per aumentare il contenuto di carbonio nell’acciaio. Nell’industria automobilistica è usata nei rivestimenti dei freni, nelle guarnizioni e nei materiali della frizione. La grafite ha anche una miriade di altri usi emergenti nelle batterie, nella gestione termica dell’elettronica di consumo, nei lubrificanti, nei ritardanti di fiamma e nei rinforzi della plastica.

La grafite naturale in scaglie si presenta in rocce ospiti come lo scisto quarzo-mica, la quarzite feldspatica o micacea e lo gneiss. La grafite a scaglie può anche verificarsi in rocce carbonatiche metamorfosate, anche se queste occorrenze sono attualmente di scarsa importanza economica. I depositi di grafite a scaglie sono solitamente legati agli strati, con singoli letti o lenti che vanno da 30 cm a più di 30 m di spessore e si estendono per lunghezze di due chilometri o più. I corpi minerali sono normalmente tabulari, occasionalmente lenticolari, e si presentano localmente come corpi irregolari nelle zone di cerniera delle pieghe. La maggior parte dei depositi economici di grafite a scaglie sono di età compresa tra l’Archeano e il tardo Proterozoico. Queste rocce possono contenere fino al 90% di grafite, anche se il 10-15% di grafite è un grado più tipico per un corpo minerario.

Grafite radioattiva

La grafite pura è una forma minerale dell’elemento carbonio (elemento #6, simbolo C).    Si forma come vene e disseminazioni nelle rocce metamorfiche come risultato del metamorfismo di materiale organico incluso nei depositi di calcare.    È un minerale estremamente morbido e si rompe in fiocchi minuti e flessibili che scivolano facilmente l’uno sull’altro.    Questa caratteristica spiega la caratteristica sensazione di grasso della grafite.    Questa caratteristica grassa rende la grafite un buon lubrificante. Poiché è un materiale solido, è conosciuto come un lubrificante secco.    Questo è utile nelle applicazioni in cui i lubrificanti “umidi”, come l’olio, non possono essere usati.    La grafite è l’unico elemento non metallico che è un buon conduttore di elettricità.    La grafite naturale è usata soprattutto in quelle che sono chiamate applicazioni refrattarie. Le applicazioni refrattarie sono quelle che comportano un calore estremamente elevato e quindi richiedono materiali che non si fondono o si disintegrano in tali condizioni estreme. Un esempio di questo uso è nei crogioli usati nell’industria dell’acciaio. Tali applicazioni refrattarie rappresentano la maggior parte dell’uso della grafite.

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