膨張黒鉛とは

質問

始めまして
簡単な質問ですがお答え下さい
膨張黒鉛とグラファイトは同じですか？
違いがあればどこが違うのか教えてください

回答No.2

chan008 · ベストアンサー

グラファイトは炭素の結晶型の一つで、平面六角型の形で炭素原子が結合したシートが積み重なった構造をしています。六角形平面間の炭素ー炭素結合はダイヤモンドと同じく強い結合ですが、シートの重なりは弱い結合（ファンデルワールス結合）なので剥離したりしやすくなっています（鉛筆の原理です）。そこで、この１枚１枚のシート間にイオンや分子などが挿入されることで、グラファイト層間化合物を作ることが知られています。膨張黒鉛というのは、この層間化合物を経由して作られます。すなわち、化学反応を用いてシート間に物質を挿入した黒鉛層間化合物を急熱すると、層間に入れられた物質が燃焼・ガス化する場合があります。その時に生じたガスの放出が爆発的に層と層の間を押し広げるので、黒鉛が層の積み重なり方向に「膨張」します。場合によっては、元の黒鉛の数百倍の大きさにも膨らみます。したがって膨張黒鉛という名前が付けられました。この膨張黒鉛の工業的な用途として、プレスすることで柔軟性に富んだ黒鉛シートを作ることが知られています。これがグラフォイルシートというものです。（アルミフォイルを知っていますよね？あれの黒鉛版だｔ雄思ってください）グラフォイルという名前は物質名ではなく、たしか開発した会社がつけた商品名datおおもいます。
さて、本題ですが、膨張黒鉛と黒鉛の違いについて、前者は後者を使った商品名、後者は一般的な炭素の携帯の一つ、というのがまず第一の認識だと思います。性質としては、膨張黒鉛、あるいはグラフォイルシートと黒鉛というのは、原則として同じ結晶構造の系統の物質ですが、若干注目すべき違いがあります。基本的な結晶構造は上で述べたものと同じという認識で良いと思います。しかしながら、膨張したばかりの膨張黒鉛は、層間でガス爆発が起こっている状態ですから、一般的な黒鉛材料と比べて、結晶構造が破壊され、あまり結晶化度は高くありません。Ｘ線などで調べると一目瞭然です。グラフォイルシートはプレスしてシート上にするときに圧力と高温にさらしているので、結晶化度はアニールの効果で膨張黒鉛そのものよりは良くなっており、黒鉛材料の中でもむしろ結晶化度は高い方に見受けられます。しかしながら、爆発（膨張）させてバラバラになった状態の粉末を無理矢理プレスしてくっつけているだけなので、脆い・空隙が多くて密度が小さいということがあげられます。結晶化度以外の違いでは、不純物があげられます。（酸の）層間化合物を経由していますので、どうしても除去しきれなかった残留の酸がごくわずかに含まれていると思います。また、シートにするときは、プレスの過程で油分がどうしても混入してしまいます。グラフォイルに限っていえることでは、その柔軟性に特徴があります。黒鉛は一般には堅くて脆い固体ですが、グラフォイルシートは非常に柔軟性の富んでいます。
以上が根本的な違いにあげられるものだと思います。もちろん、電導度などの物性の違いも比較できると思いますが、黒鉛というのは一般的な種類の名前で、いろいろなものが存在しますから、一概にどうちがうというのはここでは説明が難しいので、便覧、要覧などをご参考にしてください。
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お礼

chan008さん

大変詳しく説明していただき
ありがとうございました。

これからもよろしくお願い致します。

以上