흑연

흑연(Graphite)은 탄소의 동소체 중 하나로, 육각형 탄소 원자들이 층상 구조를 이루고 있는 광물이다. 각 층은 강한 공유결합으로 연결되어 있지만, 층과 층 사이의 결합은 약한 반데르발스 힘으로 이루어져 있어 쉽게 미끄러진다. 이러한 특성 때문에 흑연은 부드럽고 윤활성이 뛰어나다.

흑연은 금속성 광택을 가지며, 색깔은 흑색에서 회색을 띤다. 전기 전도성이 높아 전극 재료로 많이 사용되며, 열전도성 또한 높다. 결정 구조에 따라 다양한 형태가 존재하며, 천연 흑연과 인조 흑연으로 구분된다. 천연 흑연은 지각에서 채굴되며, 인조 흑연은 고온에서 탄소를 처리하여 제조한다.

흑연의 주요 용도는 다음과 같다:

• 연필심: 흑연의 부드러움과 착색력을 이용하여 연필심의 주원료로 사용된다. 점토와 섞어 단단함을 조절한다.
• 윤활제: 층상 구조로 인한 미끄러운 성질을 이용하여 윤활제로 사용된다.
• 전극: 높은 전기 전도성을 이용하여 배터리, 제련 등 다양한 분야에서 전극 재료로 사용된다.
• 내화물: 고온에서 안정적인 특성을 이용하여 내화물로 사용된다.
• 핵연료: 핵반응로에서 중성자 감속재로 사용된다.

흑연은 다양한 산업 분야에서 중요한 역할을 수행하며, 그 용도는 지속적으로 확장되고 있다. 하지만, 채굴 과정에서 환경 문제가 발생할 수 있으며, 인조 흑연 생산 과정에서도 에너지 소모가 크다는 점을 고려해야 한다.