La grafite è in grado di condurre l'elettricità grazie alla sua particolare struttura atomica, che consente il movimento degli elettroni. Tuttavia, la conduttività della grafite può variare a seconda di fattori quali lo spessore, l'orientamento e le condizioni specifiche in cui viene utilizzata.
Struttura atomica e conduttività:
La grafite è composta da atomi di carbonio disposti in strati esagonali. Ogni atomo di carbonio è legato covalentemente ad altri tre atomi di carbonio all'interno dello stesso strato, lasciando un elettrone in ogni atomo delocalizzato e libero di muoversi. Questi elettroni delocalizzati possono muoversi attraverso gli strati, permettendo alla grafite di condurre l'elettricità. La conducibilità della grafite è anisotropa, cioè varia a seconda della direzione del flusso di elettroni. Nella direzione parallela agli strati, la conducibilità è elevata perché gli elettroni delocalizzati possono muoversi facilmente. Tuttavia, perpendicolarmente agli strati, la conduttività è molto più bassa perché gli elettroni devono superare i forti legami covalenti tra gli strati per muoversi.
- Fattori che influenzano la conduttività:Spessore e orientamento:
- I componenti di grafite più spessi hanno generalmente una resistività inferiore rispetto a quelli più sottili, poiché sono disponibili più strati di elettroni delocalizzati per la conduzione. Anche l'orientamento della grafite, isostatico o non isostatico, influisce sulla sua conducibilità elettrica. Nella grafite non isostatica, la conducibilità è più bassa perpendicolarmente all'asse di stampaggio a causa dell'orientamento strutturale.Temperatura:
- La conducibilità della grafite può cambiare con la temperatura. In genere, la conducibilità termica della grafite aumenta con la temperatura fino a un certo punto, dopodiché diminuisce. Questo è diverso da quello di molti metalli, dove la conducibilità generalmente diminuisce con l'aumentare della temperatura.Condizioni ambientali:
La conducibilità della grafite può essere influenzata anche dalle condizioni ambientali, come la presenza di vuoto o di gas inerti, che possono influire sulla resistenza alla temperatura e sulle prestazioni complessive.Applicazioni e miglioramenti:
La capacità della grafite di condurre l'elettricità e la sua elevata conducibilità termica la rendono utile in diverse applicazioni, tra cui elementi riscaldanti e materiali compositi. Sottoponendo la grafite a temperature elevate (fino a 3000 °C), le sue proprietà possono essere migliorate, rendendola più adatta ad applicazioni ad alta temperatura.
