گرافیت

گرافیت از یک ساختار شش وجهی با اتم های کربنی که در یک پیکر بندی با پیوند های هیبرید شده sp² منظم شده اند ،تشکیل شده است.این ترتیب اتمی منجر به تشکیل صفحات لایه ای یا ورقه های (sheet) گرافن با فاصله 3.354 آنگستروم شده است.

پیوند کوالانسی قوی بین اتم ها در ورقه گرافن وجود دارد.بر خلاف الماس ،نیروی ضعیف واندروالس بین صفحات لایه ای وجود دارد تا آن ها را کنار هم نگه دارد.به دلیل این بر هم کنش های ضعیف است که ورقه های گرافن (یک تک لایه از گرافیت) می توانند در سراسر هر لایه روی هم بلغزند و خصوصیت یک روان کننده خوب را به این ماده می دهد.انواع دیگری از مواد کربنی یا هیبرید sp² وجود دارند.

به طور مثال زمانی که ابعاد صفحه ای ورقه های گرافن کوچک است و فاصله بین آن ها بزرگ باشد این کربن به عنوان غیر متبلور (آمورف) طبقه بندی می شود مانند پودر ها ،کربن شیشه ای

گرافیت پیرولیتی با نظم بسیار بالا

گرافیت پیرولیتی با نظم بسیار بالا یک نوع ویژه از کربن است که مشابه با یک فلز تک بلور (Single Crystal) می باشد.این نوع کربن با در معرض قرار دادن گرافیت پیرولیتی ،ماده ای که از تخریب گازهای هیروکربنی روی یک سطح داغ تشکیل می شود،در فشار و دمای بالا بدست می آید.این فرم از یک آرایش لایه ای از صفحات  پلی آروماتیک به هم چسبیده (ورقه های گرافنی) با یک سبک نسبتا شطرنجی که روی هم انباشته شده اند ،تشکیل شده است.

این ماده Turbostratic است یعنی ورقه های گرافنی جهت گیری  زاویه ای اتفاقی بسبت به یکدیگر دارند.فاصله بین این صفحات به طور گسترده بین 3.29-3.35 آنگستروم است.ترتیب های سازمان یافته از این ورقه های گرافنی ،بلورهایی با پارامترهای ابعادی L (ارتفاع انباشته ) L_{a (عرض صفحه ی لایه ای) و}

_{d(فاصله بین صفحه ای ) نامیده می شوند .}

L اندازه میانگین از میکروکریستالیت گرافنی در طول محور X است که همیشه در صفحه شبکه شش وجهی قرار گرفته است.

L_ca به طول پیوسته ورقه گرافن انباشته شده در جهت عمود بر L اشاره دارد.این پارامتر ها توسط اندازه گیری های پراش پرتو (X-ray Diffraction،XRD) به دست می آیند معمولا برای پیشگویی بسیاری از خصوصیات مواد کافی هستند .سطح شش وجهی که عمود بر محور C است به عنوان بنیان صفحه Basal Plane در گرفته می شود و در مقابل سطح برشی که به موازات محور C است لبه صفحه Edge Plane نامیده می شود. تکنیک طیف سنجی رامان (Raman Spectroscopy) ابزار مناسبی برای شناسایی و بررسی خصوصیات میکروساختارهای مواد کربنی است .

دلی این که (HOPG) شبیه یک فلز تک بلور است،آرایش منظم اتم های کربن در صفحات گرافنی است.

در یک صفحه لایه ای ،هر اتم کربن به سه اتم دیگر پیوند شده است.فاصله بیناتم های کربن همسایه 1.42 است که این مقدار بسیار نزدیک به فاصله پیوندی c-c در بنزن است.علاوه بر نظم بسیار بالا سطح نیز بسیار صاف و با ابعاد نسبتا بالا (میکرومتری)است.