片状黒鉛の発見と利用については、よく記録された事例があり、最初の書物である『水経朱』には「洛水河のそばに黒鉛山がある。岩はすべて黒色なので、書物は少なく、黒鉛で有名である」と記されている。考古学的発見によると、3000年以上前の殷王朝時代にはすでに中国では文字を書くのに黒鉛が使われており、それは後漢王朝末期(西暦220年)まで続いた。本のインクとしての黒鉛は松葉墨に取って代わられた。清朝道光年間(西暦1821~1850年)には、湖南省郴州の農民が燃料として片状黒鉛を採掘し、「油炭」と呼んでいた。
グラファイトの英語名は、ギリシャ語で「書く」という意味の「graphite in」に由来する。1789年にドイツの化学者で鉱物学者のA・G・ヴェルナーによって命名された。
フレークグラファイトの分子式はCで、分子量は12.01です。天然グラファイトは鉄黒色と鋼灰色で、明るい黒色の筋があり、金属光沢と不透明度があります。結晶は、六角板状結晶である複雑な六角両円錐結晶のクラスに属します。一般的な単体形態には、平行両面、六角両円錐、六角柱などがありますが、完全な結晶形態はまれで、一般的には鱗状または板状です。パラメータ:a0=0.246nm、c0=0.670nm 典型的な層状構造で、炭素原子が層状に配置され、各炭素は隣接する炭素と等しく接続され、各層の炭素は六角環に配置されます。上下の隣接層の炭素の六角環は、メッシュ面に平行な方向に互いに変位し、積み重ねられて層状構造を形成します。変位の方向と距離が異なると、異なる多形構造になります。上層と下層の炭素原子間の距離は、同じ層の炭素原子間の距離よりもはるかに大きい(層内のCC間隔=0.142nm、層間のCC間隔=0.340nm)。比重は2.09~2.23、比表面積は5~10m2/g。硬度は異方性で、垂直劈開面は3~5、平行劈開面は1~2。凝集体はしばしば鱗状、塊状、土状。グラファイト片は電気伝導性と熱伝導性に優れている。鉱物片は一般的に透過光下で不透明で、極めて薄い片は淡緑灰色、一軸性で、屈折率は1.93~2.07。反射光下では淡茶灰色で、明瞭な多色反射を示し、Roは茶色の灰色、Reは濃い青灰色、反射率はRo23(赤)、Re5.5(赤)で、明瞭な反射色と二重反射、強い不均一性と偏光を示す。識別特性:鉄黒色、低硬度、極めて完全な劈開性、柔軟性、滑りやすい感触、手が汚れやすい。硫酸銅溶液で湿らせた亜鉛粒子をグラファイト上に置くと、金属銅の斑点が析出するが、これに類似する輝水鉛鉱はこのような反応を示さない。
グラファイトは元素炭素の同素体(他の同素体にはダイヤモンド、カーボン60、カーボンナノチューブ、グラフェンなどがある)であり、各炭素原子の周囲は他の3つの炭素原子と結合して(ハニカム状に配列された複数の六角形)共有結合分子を形成している。各炭素原子は電子を放出するため、これらの電子は自由に移動でき、そのためフレークグラファイトは電気伝導体となる。劈開面は分子結合が支配的であり、分子間の引力が弱いため、自然な浮力が非常に優れている。フレークグラファイトの特殊な結合様式のため、フレークグラファイトを単結晶または多結晶と考えることはできない。現在では、フレークグラファイトは一種の混合結晶であると一般的に考えられている。
投稿日時:2022年11月4日
