Схожість графіту і алмазу
Шкала Мооса - набір природних мінералів, які є еталонами твердості, у якому кожний наступний мінерал дряпає попередній. Самим твердим мінералом існуючому в природі є алмаз, розташований на десятому місці шкали Мооса. А самим м'яким, поряд з тальком є графіт, вони розташовані на першому місці шкали. Як відомо, формула графіту - З, формула алмазу також, обидва цих мінералу є аллотропными модифікаціями вуглецю, і складаються тільки з атомів вуглецю. Це довів Смітсон Теннант разом зі своїм асистентом Вільямом Хайдом Воластоном провівши вельми оригінальний досвід: дослідники спалили однакову кількість графіту і алмазу, в результаті чого отримали однакові кількості вуглекислого газу CO2, це підтвердило, що до складу обох мінералів входить тільки вуглець.
Яким чином виходить, що два хімічно однакових елемента розташовані на різних сторонах шкали Мооса? Весь секрет полягає в будові кристалічної решітки. Кристалічна решітка графіту являє собою шари, в яких зв'язки атомів усередині шарів значно сильніше зв'язків атомів між шарами. А в алмазі відстані між атомами всередині шару і відстані між атомами різних верств однакові, завдяки чому зв'язку між атомами однаково сильні. В результаті чого, алмаз виявляє однакові характеристики незалежно від спрямованості додатка зусилля, а у графіту існує можливість відлущування шарів при зсувних навантаженнях.
На основі різниці сил зв'язків у графіті побудована більшість його позитивних властивостей застосовуваних у побуті і промисловості. Так завдяки його м'якості і злущування шарів у промисловості розроблено ряд марок графіту для застосування в якості підшипників ковзання, що працюють в умовах сухого тертя, в яких за допомогою тертя графіту про контртело на саме контртело наноситься тонка плівка з шарів графіту і запобігає стиранню деталей один про одного. Свої мастильні властивості графіт зберігає до температур в 300-400 градусів, а деякі спеціальні марки антифрикційного графіту до 800 градусів Цельсія. У деяких випадках виробляються композиції на основі графіту в поєднанні з іншими матеріалами дозволяють розширити сферу застосування графітових ущільнень, так наприклад, графіто-баббитовая композиція відома в промисловості з маркою графіт АГ-1500Б83 володіє більш високою щільністю, більш низькою пористістю і дозволяє працювати підшипнику в умовах як сухого так і рідинного тертя. Крім того існує графіто-свинцева композиція іменована промисловості графіт АГ-1500СО5, яка також володіє достатньо високими характеристиками, але їх відмінність у складах перекачуваних середовищ.
В побуті, найбільш часто графіт можна зустріти в простому олівці, де він також знаходиться в складі композита, чим регулюється твердість простого олівця. Найчастіше композит простого олівця складається з графіту, глини і воску. Пише простий олівець завдяки властивості графіту відлущування шарів, твердість простого олівця надає глина, а віск додається в композицію в якості сполучного. Чим вище в композиції вміст графіту, тим м'якше вважається марка олівця, чим вище вміст глини, тим твердіше його марка.
Хімічна схожість графіту і алмазу дає можливість переходу вуглецю з одного стану в інший і навпаки при впливі на речовину певних факторів. Так нагрівання алмаз до 1200 градусів Цельсія безкисневої середовищі призводить до його переходу в графіт, отримання алмазів з графіту - це більш складний та дорогий процес.
