Grafiet is de minerale vorm van koolstof. Draden van grafiet komen voor in kalksteen vanwege de aanwezigheid van organische materialen. Grafiet is een zacht mineraal en komt voor in klontjesvorm of vlokvorm. Grafiet is het enige niet-metalen element dat een goede geleider van elektriciteit is. Kristalstructuren komen zelden voor en breken gemakkelijk af. Dit is de reden voor het vettige gevoel van het materiaal ondanks dat het een droog smeermiddel is.
Basale splitsing
Wanneer een kristalstructuur in grafiet voorkomt, is het een ruw zeskantig kristal dat gemakkelijk in vlokken uiteenvalt. Dit proces staat bekend als basale decollete. Deze vlokken glijden gemakkelijk over elkaar. Dit is de oorzaak van de vette eigenschap van grafiet en resulteert in de toepassing ervan als smeermiddel. Aangezien het materiaal een vaste stof is, wordt grafiet beschouwd als een droog smeermiddel.
Op koolstof gebaseerde mineralen
Zowel grafiet als diamanten zijn gebaseerd op koolstof. Grafiet is een uitstekend smeermiddel. Diamanten zijn het moeilijkste schuurmiddel. Diamanten zijn een goede isolatie van elektriciteit. Grafiet is een goede geleider. Grafiet is een stabiele vorm van koolstof. Diamanten in de buurt van het aardoppervlak ondergaan de overgang naar grafiet; het proces verloopt echter traag.
Atomaire structuren
Grafiet en diamanten hebben beide een sterke binding tussen de koolstofatomen. Het verschil ligt in de structuur van de atomen. In diamanten zijn de atomen gerangschikt in een driedimensionale structuur. Dit resulteert in sterkere banden boven en onder. Grafietatomen bevinden zich in tweedimensionale vellen met zwakke hechting boven en onder.
Waterdamp
Grafiet heeft waterdamp nodig om te smeren. De bindingsenergie tussen het water en het grafiet is lager dan tussen het grafiet en het te smeren oppervlak. Dit betekent dat grafiet het beste werkt in een normale atmosfeer. Grafiet is niet geschikt voor smering in een vacuüm.
Koolstofgehalte
Natuurlijk grafiet wordt gewonnen. De kwaliteit van het erts en de verwerking bepalen de graad van het grafiet. Hoogwaardig natuurlijk grafiet bevat een koolstofgehalte tussen 96 en 98 procent. Het hogere koolstofgehalte en de hoge kristallisatie verhogen de smeerkwaliteit en de weerstand tegen chemische binding door oxidatie. Synthetisch grafiet kan worden gemaakt met vergelijkbare koolstofgehaltes als hoogwaardig natuurlijk grafiet. Waar er lagere vereisten voor smering zijn, kan amorf grafiet met een koolstofgehalte van 80 procent worden gebruikt.
Toepassingen op hoge temperatuur
Grafiet kan worden gebruikt bij continue temperaturen van 450 graden Celsius. Grafiet is bestand tegen nog hogere temperatuurpieken. Grafiet geleidt zelf weinig warmte en zal enige thermische isolatie bieden.
Grafiet composieten
Hoewel grafiet een zacht materiaal en een uitstekend smeermiddel is, kan het tot vezels worden gerold. Deze vezels kunnen in draden worden gedraaid en op hun plaats worden gehouden met een bindmiddel zoals epoxyhars. Dit is de methode om composieten te maken voor gebruik in voorwerpen als vliegtuigen, auto's en golfclubs.
