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Graphịt

 

der, -s/-e, hexagonal kristallisierende, stabile Modifikation des Elements Kohlenstoff (C), ein undurchsichtiges, graues bis schwarzes, sehr weiches Mineral; Härte nach Mohs 1, Dichte 2,26 g/cm³ (rein). Graphit kommt meist derb und eingesprengt in blättrigen, schuppigen, strahlig-stängeligen Massen, seltener feinkörnig-dicht (Graphitoid) vor. Das Kristallgitter ist ein Schichtgitter, das aus übereinander liegenden Schichten von Sechserringen besteht, die gegeneinander versetzt sind und sich relativ leicht gegeneinander verschieben lassen (daher »fettiges« Anfühlen, Verwendung als Schmiermittel). In den Ringen sind die Kohlenstoffatome durch σ-Bindungen (Sigmabindungen) verbunden; sie betätigen also nur drei ihrer vier Außenelektronen, die vierten Valenzelektronen bilden in den Sechserringen zusätzliche π-Bindungen (Pibindungen) aus. Die daran beteiligten Elektronen haben eine gewisse Beweglichkeit und bewirken die gute elektrische und Wärmeleitfähigkeit in Schichtrichtung. Graphit wird oberhalb von 500-600 ºC langsam oxidiert.

 

Graphit ist das Produkt starker Metamorphose und entsteht 1) aus der Umwandlung bituminöser oder kohliger Ablagerungen, 2) aus der bei der metamorphen Umwandlung von Carbonatgesteinen (z. B. Kalken) abgespaltenen Kohlensäure. Letzteres führt zu den wirtschaftlich wichtigen pegmatitischen Graphitgängen und Graphitlagern. Viele Vorkommen sind an metamorphe Schiefer, Gneise und Marmore geknüpft. Als untergeordneter Gemengeteil tritt Graphit auch in magmatischen Gesteinen sowie in manchen Stein- und Eisenmeteoriten auf. Wichtige Vorkommen befinden sich in Sri Lanka, Madagaskar, Sibirien, Mexiko und Kanada. - Durch Anwendung sehr hoher Drücke und Temperaturen gelingt es heute, Diamanten aus Graphit herzustellen (Diamantsynthese).

 

Künstlicher Graphit kann nach mehreren Methoden gewonnen werden. Der technisch besonders wichtige Elektrographit wird z. B. (nach einem ursprünglich von E. G. Acheson entwickelten Verfahren) aus kohlenstoffreichen Vorprodukten (besonders fein gepulvertem, mit Pech angeteigtem Petrolkoks) durch Formpressen und anschließendes Erhitzen auf Temperaturen von 2 800-3 000 ºC (Brennen) hergestellt. Pyrographit entsteht dagegen bei der thermischen Zersetzung von Kohlenwasserstoffen unter Abscheidung des Kohlenstoffs aus der Gasphase. (Kohlenstoff)

 

Verwendung findet Graphit zur Herstellung technischer Elektroden, für Gießformen und Ofenauskleidungen in der Metallurgie, als korrosionsbeständiger Werkstoff für chemische Apparate, als Moderator in Kernreaktoren, als hitzebeständiges Schmiermittel sowie als schwärzendes Mittel, v. a. bei der Herstellung von Bleistiften.