Hiutalegrafiitin löytämisestä ja hyödyntämisestä on hyvin dokumentoitu tapaus, jossa Shuijing Zhu -kirjassa todettiin ensimmäisenä, että "Luoshui-joen varrella on grafiittivuori". Kivet ovat kaikki mustia, joten kirjat voivat olla harvassa, ja siksi ne ovat kuuluisia grafiitistaan." Arkeologiset löydöt osoittavat, että jo yli 3000 vuotta sitten Shang-dynastian aikana Kiina käytti grafiittia merkkien kirjoittamiseen, ja tämä käyttö jatkui Itä-Han-dynastian loppuun asti (220 jKr.). Mäntytupakkamuste korvasi grafiitin kirjamusteena. Qing-dynastian Daoguang-kaudella (1821-1850 jKr.) Chenzhoun maanviljelijät Hunanin maakunnassa louhivat hiutalegrafiittia polttoaineeksi, jota kutsuttiin "öljyhiileksi".
Grafiitin englanninkielinen nimi tulee kreikan sanasta ”graphite in”, joka tarkoittaa ”kirjoittaa”. Saksalainen kemisti ja mineralogi AG Werner nimesi sen vuonna 1789.
Hiutalegrafiitin molekyylikaava on C ja sen molekyylipaino on 12,01. Luonnongrafiitti on raudanmustaa ja teräksenharmaata, kirkkaan mustilla juovilla, metallinhohtoisella ja läpinäkymättömällä. Kite kuuluu monimutkaisten kuusikulmaisten kaksoiskartiokiteiden luokkaan, jotka ovat kuusikulmaisia levykiteitä. Yleisiä yksinkertaisia muotoja ovat yhdensuuntaiset kaksipuoliset, kuusikulmaiset kaksoiskartiokiteet ja kuusikulmaiset pylväät, mutta ehjä kidemuoto on harvinainen ja yleensä hilseilevä tai levymäinen. Parametrit: a0 = 0,246 nm, c0 = 0,670 nm. Tyypillinen kerrosrakenne, jossa hiiliatomit ovat järjestyneet kerroksittain ja jokainen hiiliatomi on tasaisesti yhteydessä viereiseen hiileen, ja kunkin kerroksen hiiliatomi on järjestynyt kuusikulmaiseksi renkaaksi. Ylemmän ja alemman vierekkäisen kerroksen hiilen kuusikulmaiset renkaat ovat siirtyneet toisiinsa nähden verkkotason suuntaisesti ja sitten pinoutuneet muodostaen kerrosrakenteen. Erilaiset siirtymäsuunnat ja -etäisyydet johtavat erilaisiin polymorfisiin rakenteisiin. Ylemmän ja alemman kerroksen hiiliatomien välinen etäisyys on paljon suurempi kuin saman kerroksen hiiliatomien välinen etäisyys (kerrosten välinen CC-etäisyys = 0,142 nm, kerrosten välinen CC-etäisyys = 0,340 nm). Ominaispaino 2,09–2,23 ja ominaispinta-ala 5–10 m²/g. Kovuus on anisotrooppinen, pystysuora halkaisutaso on 3–5 ja yhdensuuntainen halkaisutaso on 1–2. Aggregaatit ovat usein hilseileviä, paakkuisia ja maanläheisiä. Grafiittihiutaleella on hyvä sähkön- ja lämmönjohtavuus. Mineraalihiutaleet ovat yleensä läpinäkymättömiä läpäisevässä valossa, erittäin ohuet hiutaleet ovat vaaleanvihreänharmaita, yksiaksiaalisia, taitekertoimen ollessa 1,93–2,07. Heijastuneessa valossa ne ovat vaaleanruskeanharmaita, selvästi heijastavia monivärisiä, Ro harmaa ruskean kanssa, Re tummansininen harmaa, heijastavuus Ro23 (punainen), Re5,5 (punainen), selvästi heijastava väri ja kaksinkertainen heijastus, voimakas heterogeenisuus ja polarisaatio. Tunnisteominaisuudet: rautamusta, alhainen kovuus, erittäin täydellinen lohkeaminen, joustavuus, liukas tunne, helposti tahraantuvat kädet. Jos kuparisulfaattiliuoksella kostutettuja sinkkihiukkasia asetetaan grafiitille, voi saostua metallisia kuparipisteitä, kun taas sen kaltaisella molybdeniitilla ei ole tällaista reaktiota.
Grafiitti on alkuainehiilen allotrooppi (muita allotrooppeja ovat timantti, hiili 60, hiilinanoputket ja grafeeni), ja jokaisen hiiliatomin kehä on yhteydessä kolmeen muuhun hiiliatomiin (useisiin hunajakennomaiseen muotoon järjestettyihin kuusikulmioihin) muodostaen kovalenttisia molekyylejä. Koska jokainen hiiliatomi emittoi elektronin, nämä elektronit voivat liikkua vapaasti, joten hiutalegrafiitti on sähköjohdin. Molekyylisidokset hallitsevat halkaisutasoa, joilla on heikko vetovoima molekyyleihin, joten sen luonnollinen kelluvuus on erittäin hyvä. Hiutalegrafiitin erityisen sitoutumismuodon vuoksi emme voi ajatella, että hiutalegrafiitti olisi yksikidettä tai monikidettä. Nykyään yleisesti pidetään hiutalegrafiittia eräänlaisena sekakiteenä.
Julkaisun aika: 04.11.2022