天然グラファイトの地質学的起源と産業応用

1. 生成プロセス

• 有機堆積物が高圧（>3 kbar）、高温（>300 °C）の下で変成し、結晶構造を形成。

• 結晶度・純度が向上した鱗片状グラファイトは、片麻岩や結晶片岩、白亜岩中に産出。

  
  

2. 原子構造

• sp²結合の炭素が六角形格子を形成。

• 層間結合は弱いファン・デル・ワールス力（層間距離約0.335 nm）で、層間滑りが容易。

  
  

3. 主な特性

• 異方性伝導性：面内伝導度は2000–10,000 S/cm、面外は極めて低い。

• 自己潤滑性：層間滑りにより高温・高圧下でも優れた潤滑性能。

• 熱伝導性：面内で2000 W/m·K超。

• 化学的不活性：空気中600 °C、惰性雰囲気下3000 °Cで安定。

  
  

4. 産業用途

• 電子・エネルギー貯蔵：リチウムイオン電池負極、電極材料。

• 冶金・耐火材料：耐火レンガ、鋳型コーティング。

• 潤滑・シール：乾式潤滑剤、高温ガスケット。

• 熱管理：ヒートスプレッダー、熱インターフェース材料。

  
  

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