คุณรู้จักกราไฟท์แบบเกล็ดบ้างไหม? การเพาะเลี้ยงและการศึกษา: คุณสามารถเข้าใจคุณสมบัติพื้นฐานของกราไฟท์แบบเกล็ดได้

สำหรับการค้นพบและการใช้ประโยชน์จากแกรไฟต์เกล็ด มีกรณีศึกษาที่ได้รับการบันทึกไว้เป็นอย่างดีในหนังสือ Shuijing Zhu เล่มแรก ซึ่งระบุว่า “มีภูเขาแกรไฟต์อยู่ริมแม่น้ำหลัวสุ่ย” หินทั้งหมดเป็นสีดำ ดังนั้นหนังสือจึงอาจมีจำนวนน้อย จึงมีชื่อเสียงในเรื่องแกรไฟต์” การค้นพบทางโบราณคดีแสดงให้เห็นว่าเมื่อกว่า 3,000 ปีก่อน ในสมัยราชวงศ์ซาง จีนใช้แกรไฟต์ในการเขียนตัวอักษร ซึ่งดำเนินมาจนถึงปลายราชวงศ์ฮั่นตะวันออก (ค.ศ. 220) หมึกที่ใช้เขียนหนังสือถูกแทนที่ด้วยหมึกยาสูบสน ในช่วงยุคเต้ากวงของราชวงศ์ชิง (ค.ศ. 1821-1850) ชาวนาในเฉินโจว มณฑลหูหนาน ได้ขุดแกรไฟต์เกล็ดเพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิง ซึ่งเรียกว่า “น้ำมันคาร์บอน”

ชื่อภาษาอังกฤษของ Graphite มาจากคำภาษากรีก “graphite in” ซึ่งแปลว่า “เขียน” ชื่อนี้ถูกตั้งโดย AGWerner นักเคมีและนักแร่วิทยาชาวเยอรมันในปี ค.ศ. 1789

สูตรโมเลกุลของแกรไฟต์เกล็ดคือ C และมีน้ำหนักโมเลกุลเท่ากับ 12.01 แกรไฟต์ตามธรรมชาติมีสีดำเหมือนเหล็กและสีเทาเหล็ก มีริ้วสีดำสว่าง มีความวาวแบบโลหะ และความทึบแสง ผลึกนี้จัดอยู่ในกลุ่มผลึกรูปหกเหลี่ยมสองรูปที่ซับซ้อน ซึ่งเป็นผลึกแผ่นหกเหลี่ยม รูปแบบซิมเพล็กซ์ทั่วไปประกอบด้วยคอลัมน์สองด้านขนาน หกเหลี่ยมสองรูป และหกเหลี่ยม แต่รูปแบบผลึกที่สมบูรณ์นั้นพบได้น้อย โดยทั่วไปจะมีรูปร่างเป็นเกล็ดหรือแผ่น พารามิเตอร์: a0 = 0.246 นาโนเมตร, c0 = 0.670 นาโนเมตร โครงสร้างแบบชั้นทั่วไป ซึ่งอะตอมของคาร์บอนเรียงตัวเป็นชั้นๆ และคาร์บอนแต่ละอะตอมจะเชื่อมต่อกับคาร์บอนที่อยู่ติดกันอย่างเท่าเทียมกัน และคาร์บอนในแต่ละชั้นจะเรียงตัวเป็นวงแหวนหกเหลี่ยม วงแหวนหกเหลี่ยมของคาร์บอนในชั้นบนและชั้นล่างที่อยู่ติดกันจะเคลื่อนที่ไปในทิศทางขนานกับระนาบตาข่าย แล้วจึงเรียงซ้อนกันเป็นโครงสร้างแบบชั้น ทิศทางและระยะห่างของการกระจัดที่ต่างกันนำไปสู่โครงสร้างพหุสัณฐานที่แตกต่างกัน ระยะห่างระหว่างอะตอมคาร์บอนในชั้นบนและชั้นล่างมีค่ามากกว่าระยะห่างระหว่างอะตอมคาร์บอนในชั้นเดียวกันมาก (ระยะห่างระหว่างอะตอมคาร์บอนในชั้น CC = 0.142 นาโนเมตร, ระยะห่างระหว่างอะตอมคาร์บอนในชั้น CC = 0.340 นาโนเมตร) มีค่าความถ่วงจำเพาะ 2.09-2.23 และพื้นที่ผิวจำเพาะ 5-10 ตารางเมตร/กรัม ความแข็งเป็นแบบแอนไอโซทรอปิก ระนาบการแยกตัวในแนวตั้งอยู่ที่ 3-5 และระนาบการแยกตัวในแนวขนานอยู่ที่ 1-2 มวลรวมมักมีลักษณะเป็นเกล็ด เป็นก้อน และมีลักษณะเป็นดิน เกล็ดกราไฟต์มีการนำไฟฟ้าและความร้อนที่ดี เกล็ดแร่โดยทั่วไปจะทึบแสงภายใต้แสงที่ส่องผ่าน เกล็ดที่บางมากจะมีสีเขียวเทาอ่อน แกนเดียว มีดัชนีหักเห 1.93-2.07 ภายใต้แสงสะท้อน เกล็ดจะมีสีน้ำตาลเทาอ่อน มีสีสะท้อนแสงหลายสีอย่างชัดเจน สีเทา Ro กับสีน้ำตาล สีเทา Re สีน้ำเงินเข้มเทา ค่าการสะท้อนแสง Ro23 (สีแดง), Re5.5 (สีแดง) สีสะท้อนแสงชัดเจนและสะท้อนแสงสองชั้น มีความไม่สม่ำเสมอและโพลาไรเซชันสูง ลักษณะเฉพาะ: สีดำเหล็ก ความแข็งต่ำ การแยกตัวที่สมบูรณ์แบบ ความยืดหยุ่น ความรู้สึกลื่น และง่ายต่อการเปื้อนมือ หากนำอนุภาคสังกะสีที่ชุบด้วยสารละลายคอปเปอร์ซัลเฟตไปวางบนกราไฟต์ อาจเกิดจุดโลหะทองแดงตกตะกอนได้ ในขณะที่โมลิบดีไนต์ที่มีลักษณะคล้ายกันไม่มีปฏิกิริยาดังกล่าว

กราไฟต์เป็นอัญรูปหนึ่งของธาตุคาร์บอน (อัญรูปอื่นๆ ได้แก่ เพชร คาร์บอน 60 คาร์บอนนาโนทิวบ์ และกราฟีน) และขอบรอบนอกของอะตอมคาร์บอนแต่ละอะตอมเชื่อมต่อกับอะตอมคาร์บอนอีกสามอะตอม (รูปหกเหลี่ยมหลายอันเรียงตัวเป็นรูปรังผึ้ง) ก่อให้เกิดโมเลกุลโคเวเลนต์ เนื่องจากอะตอมคาร์บอนแต่ละอะตอมปล่อยอิเล็กตรอนออกมา อิเล็กตรอนเหล่านี้จึงสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ ดังนั้นกราไฟต์แบบเกล็ดจึงเป็นตัวนำไฟฟ้า ระนาบการแยกตัวถูกครอบงำด้วยพันธะโมเลกุล ซึ่งมีแรงดึงดูดต่อโมเลกุลต่ำ ทำให้กราไฟต์แบบเกล็ดลอยตัวได้ตามธรรมชาติ เนื่องจากกราไฟต์แบบเกล็ดมีพันธะพิเศษ เราจึงไม่สามารถเข้าใจได้ว่ากราไฟต์แบบเกล็ดเป็นผลึกเดี่ยวหรือผลึกหลายผลึก ปัจจุบันโดยทั่วไปแล้วถือว่ากราไฟต์แบบเกล็ดเป็นผลึกผสมชนิดหนึ่ง