Графит — минерал, будто бы самой матерью природой предназначенный людям для письма. И имя его происходит от греческого слова «графо» — пишу.
Не одетый в деревянную оболочку в меру толстый графитовый стержень был предшественником карандаша.
История современного карандаша начинается с XVI в., когда в Англии, в графстве Камберленд, было обнаружено удивительное графитовое месторождение. (Графит к тому времени уже был известен, его химическая природа— нет.)
В графстве Камберленд добывали из земли темно-серые кристаллические глыбы, которые были достаточно велики и прочны, чтобы из них можно было вытачивать удобные пишущие стержни. След от таких стержней был намного четче и ярче, чем от свинцовых прутков того же назначения, широко применявшихся для письма и рисования в те годы.
Есть сведения, что карандашами, подобными камберлендским, пользовались еще древние греки. Позже секрет изготовления хорошо пишущих стержней был надолго утрачен.
Месторождения высококачественного крупнокристаллического графита, в том числе и камберлендские, маломощны. Поэтому уже к концу XVI столетия карандаши из Камберленда стали ценить буквально на вес золота. В наши дни лучший графит на мировой рынок поставляют Шри Ланка и Малагасийская республика, но не ищите названия этих стран среди главных производителей графита. Хорошего графита на Земле мало, и уже полвека, с 1929 г., получают искусственный графит...
Карандашно-графитовое производство стало массовым благодаря важному техническому открытию, сделанному в конце XVIII в. Француз Ж. Конти вошел в историю как первооткрыватель керамической технологии графитовых стержней. Эта технология сохранилась и до наших дней. Ей не нужен крупнокристаллический графит. Наоборот, на нынешних карандашных фабриках графит дополнительно измельчают, прежде чем перемешать с тщательно очищенной мокрой глиной. Эту влажную пластичную массу прессуют, а затем продавливают через отверстие нужного диаметра. Получается длинный гладкий стержень, который сушат, режут, вставляют в оболочку из мягкой древесины, и карандаш готов. (Заметим — чем больше в смеси графита, тем мягче карандаш, а чем больше глины, тем он тверже.)
Карандашное производство — самый старый потребитель графита — сейчас использует максимум 4% мирового производства этого вещества.
Чем же объясняется способность графита оставлять след на бумаге? Причина заключается в его плоско-сетчатом строении. Кристаллы графита сложены лишь из одного вида атомов — атомов углерода, но силы сцепления атомов не равны. Атомы, лежащие в одной плоскости, соединены прочными ковалентными связями в правильной формы шестиугольники с общими гранями. Таких шестиугольников, похожих на бензольные кольца, но без водородного обрамления, в плоскости может быть очень много: графит — полимер.
Плоские объединения слагаются в пачки. Строение кристалла графита для удобства понимания можно сравнить со стопкой бумажных листов. Очевидно что прочность каждого листа значительно выше силы сцепления листов в пачке. Так и в кристалле графита: связи—сшивки между отдельными плоскостями редки и малопрочны. К тому же, само расстояние меж атомами углерода разных плоскостей почти в два с половиной раза больше, чем между соседними атомами одной плоскости. Поэтому небольшого усилия достаточно, чтобы расщепить весь кристалл на отдельные чешуйки. Они прилипчивы и, можно сказать, въедливы: цепляются за малейшие неровности поверхности и прочно удерживаются на ней.
Несравнимо сложнее уничтожить связь между углеродными атомами в пределах одной плоскости. Прочностью данных связей объясняется крайне высокая химическая устойчивость графита. На графит не действуют даже горячие щелочи и кислоты, кроме дымящей азотной, которая действует и как сильная кислота и как сильный окислитель одновременно.
Графит термостоек. Он сохраняет работоспособность при температуре в 3000—3500 °С. В этих невыносимых для большинства веществ условиях он даже становится прочнее, чем при обычных условиях. При атмосферном давлении графит не плавится. При 3700 °С он начинает возгоняться, превращается в пар, минуя жидкую фазу. Чтобы расплавить графит, нужно нагреть его до еще более высокой температуры — 3800—3900 °С под давлением.
Сегодня графит работает во многих первостепенно важных областях жизнедеятельности. Из него делают некоторые представленные на lesmercado материалы для строительства. Из кускового графита готовят эрозионностойкие покрытия для камер сгорания, сопел, носовых конусов и некоторых других деталей ракет. В графитовых тиглях выплавляют ценные цветные металлы. Графитом полируют зерненный порох — в этом случае помогает почти металлическая электропроводность графита, благодаря которой удается снять опасные заряды статического электричества. Из графита получают искусственные алмазы. Графит — материал электродов и графит же — твердая смазка, отличный подшипниковый материал.
Несколько слов в заключение.
Мы живем не только в мире людей, мире растений и животных — мире живой природы, но и в мире веществ. Обыкновенных и вместе с тем необыкновенных... Веществ, простых и сложных, великое множество: миллионы органических соединений, сотни тысяч неорганических.
«Центр понимания всей современной промышленности должно искать в сознательном пользовании химическими превращениями вещества»,— писал великий Менделеев.
Вероятно, одна из главных задач всей научно-популярной индустрии — помочь многим приблизиться к этому «центру понимания».
Похожие записи
Комментариев нет
Оставить комментарий или два