Than chì là dạng khoáng chất của carbon. Tĩnh mạch than chì xảy ra trong đá vôi do sự hiện diện của vật liệu hữu cơ. Than chì là một khoáng chất mềm và xuất hiện ở dạng cục hoặc dạng vảy. Than chì là nguyên tố phi kim loại duy nhất là chất dẫn điện tốt. Cấu trúc tinh thể hiếm khi xảy ra và dễ dàng phá vỡ. Đây là lý do cho cảm giác mỡ nhờn vật liệu mặc dù là một chất bôi trơn khô.
Sự phân tách cơ bản
Khi một cấu trúc tinh thể xảy ra trong than chì, nó là một tinh thể sáu mặt thô ráp dễ dàng vỡ thành mảnh. Quá trình này được gọi là sự phân tách cơ bản. Những mảnh này dễ dàng trượt qua nhau. Đây là nguyên nhân của đặc tính nhờn của than chì và dẫn đến ứng dụng của nó như là một chất bôi trơn. Vì vật liệu này là chất rắn, than chì được coi là chất bôi trơn khô.
Khoáng sản dựa trên carbon
Cả than chì và kim cương đều dựa trên carbon. Than chì là một chất bôi trơn tuyệt vời. Kim cương là vật liệu mài mòn khó nhất. Kim cương là một chất cách điện tốt. Than chì là một chất dẫn tốt. Than chì là một dạng ổn định của carbon. Kim cương gần bề mặt Trái đất đang trải qua sự thay đổi thành than chì; tuy nhiên, quá trình này rất chậm
Cấu trúc nguyên tử
Than chì và kim cương đều có liên kết mạnh giữa các nguyên tử carbon. Sự khác biệt nằm ở cấu trúc của các nguyên tử. Trong kim cương, các nguyên tử được sắp xếp theo cấu trúc ba chiều. Điều này dẫn đến trái phiếu mạnh hơn ở trên và dưới. Các nguyên tử than chì nằm trong các tấm hai chiều với liên kết yếu ở trên và dưới.
Hơi nước
Than chì cần hơi nước để bôi trơn. Năng lượng liên kết giữa nước và than chì thấp hơn giữa than chì và bề mặt được bôi trơn. Điều này có nghĩa là than chì hoạt động tốt nhất trong một bầu không khí thường xuyên. Than chì không thích hợp để bôi trơn trong chân không.
Hàm lượng carbon
Than chì tự nhiên được khai thác. Chất lượng quặng và chế biến sẽ xác định cấp của than chì. Than chì tự nhiên cao cấp chứa hàm lượng carbon từ 96% đến 98%. Hàm lượng carbon cao hơn và kết tinh cao sẽ làm tăng chất lượng bôi trơn và khả năng chống liên kết hóa học thông qua quá trình oxy hóa. Than chì tổng hợp có thể được tạo ra với mức độ carbon tương tự như than chì tự nhiên cao cấp. Trong trường hợp có yêu cầu thấp hơn về bôi trơn, có thể sử dụng than chì vô định hình với hàm lượng carbon 80%.
Ứng dụng nhiệt độ cao
Than chì có thể được sử dụng ở nhiệt độ liên tục 450 độ C. Than chì có thể chịu được các đỉnh nhiệt độ cao hơn. Than chì dẫn nhiệt ít và sẽ cung cấp một số cách nhiệt.
Vật liệu tổng hợp than chì
Trong khi than chì là một vật liệu mềm và chất bôi trơn tuyệt vời, nó có thể được cuộn thành sợi. Những sợi này có thể được xoắn thành sợi và giữ tại chỗ bằng một chất kết dính như nhựa epoxy. Đây là phương pháp tạo ra vật liệu tổng hợp để sử dụng trong các mặt hàng như máy bay, ô tô và câu lạc bộ golf.
