黒鉛には明確な融点はなく、その代わりに昇華し、液相を経ることなく固体から気体へと直接移行する。この昇華は、標準大気圧下において、通常約3600℃(6512°F)という非常に高い温度で起こる。
グラファイトが溶融しない理由は、そのユニークな結晶構造にある。グラファイトは、炭素原子が六角形のシートに重なっており、層間には弱いファンデルワールス力が働いている。この構造により、グラファイトの特徴である柔らかさと潤滑性が生まれる。熱を加えると、これらの層はより激しく振動し、やがて弱い層間力に打ち勝って自由になり、そのまま気体状態に移行する。
グラファイトのこの特性は、高温用途に非常に有用である。グラファイトは、溶融したり化学的に分解したりすることなく、最高2760°C(5000°F)までの温度に耐えることができるため、金属を溶かすための炉やるつぼ、高温プロセスの発熱体として一般的に使用されている。熱安定性、熱衝撃に対する耐性、ほとんどの化学薬品に対する不活性は、これらの用途への適性をさらに高めている。
要約すると、グラファイトのユニークな構造と特性は、溶融を防ぎ、その代わりに非常に高温で昇華させるため、極端な熱環境において貴重な材料となります。
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