Grafiitti, grafiitinharmaa

[englanti graphite, black lead, black cawke, lead black, plumbago, crystallized carbon, wad · ranska gris de graphite · unkari grafit · italia grafite, lapis, piombaggine · latina carbo, pria negra · manksi leoaie ghoo]

Kreikka gráfein = "kirjoittaa"

[PBk10, CI 77265]

Grafiitti on musta mineraali, yksi hiilen esiintymismuoto (levykiteistä hiiltä; kiteytynyttä hiiltä; kidejärjestelmältään heksagoninen). Grafiitti ei liukene mihinkään liuottimeen. Maaliaineena se on peittävää, kestävää ja sitä voidaan käyttää lähes kaikkien sideaineiden kanssa.

Puhtaimmissa muodoissa on tuhka-ainesta vain pari prosenttia, huonoimmissa laaduissa yli puolet. Valmistetaan murskaamalla raakagrafiitti, liettämällä ja pesemällä. J. Järvelän Maalarin aine- ja ammattioppi -kirjassa (WSOY 1956) mainitaan, että hienoimmat ja puhtaimmat lajit pestään vielä petrolilla, joka haihtudetaan kuumentamalla ja kertoo samalla, että maalaustarkoituksiin käytetty grafiitti ei ole puhtainta vaan jauhetaan puhtaan grafiitin liettämisjätteistä.

Lyijyyn viittaavat Black lead ja plumbago (plumbum, lyijy) ovat grafiitin vanhoja nimityksiä, jotka se on saanut lyijyä muistuttavasta ulkomuodostaan. Vanha nimitys tulee edelleen esiin esim. lyijykynän nimessä. Niissä ei suinkaan ole lyijyä, vaan lyijykynän "lyijy" on grafiitin ja hienojakoisen saven sekoitusta. Savipitoisuus vaihtelee 30-70%. Sekoituksen suhde vaikuttaa siihen, kuinka pehmeä tai kova lyijykynä on: mitä enemmän savea; on, sen kovempi on lyijykynä. Hyvä valonkesto.

Nykyään grafiittia myydään sekä puikkoina että mustanharmaana tai hopeanharmaana jauheena. Jauhemaisessa muodossaan grafiitti voi olla haitallista: jauheosaset ovat verrattain suuria ja henkitettynä voivat pahimmillaan aiheuttaa sisäisiä haavaumia. Tältä voi suojautua hengityssuojalla.

Grafiitti on harvinainen pigmentti taidemaaleissa, pastelleissa ja värillisissä kynissä, mutta grafiittimaaleja käytetään esimerkiksi ruosteenestomaalina ja teollisuudessa sähköä johdattavana maaliaineena.

Grafiitti johtaa hyvin sähköä ja sitä käytetään mm. sähkömoottorien hiiliharjoissa, elektrodimateriaalina, voiteluaineena ja polymeerin lisäaineena.

Historia

Useissa lähteissä mainitaan grafiitin nimeäjäksi Abraham Gottlob Werner, joka johdatti graphite -sanan vuonna 1789 kreikan kirjoittamista tarkoittavasta sanasta gráfein. Tätä ennen grafiitti tunnettiin muilla nimillä, Englannissa mm. nimellä wad ja black lead.

Monissa artikkeleissa mainitaan, että grafiitti keksittiin 1800-luvun puolen välin tienoilla. Harhatieto on ehkä lähtenyt liikkeelle siitä, että 1800-luvun puolen välin tienoilla kehiteltiin useita grafiittimaaleja. Grafiittimaalien arvo suojamaalina "keksittiin", kun huomattiin sen hyvät ominaisuudet mm. teollisten laitteiden suojaamisessa. Yksi grafiittimaalin merkittävimpiä käyttökohteita oli rautatieliikenteessä, joka juuri tuolloin eli huiminta kehityskauttaan, joten grafiittimaali oli tuolloin aikansa superväri ja usein pellavaöljyyn sekoitetuilla grafiittimaaliaineilla oli uutuusarvoa tässä uudessa maailmassa.

Tosiasiassa grafiitti on tunnettu ja käytetty piirtämiseen ja kirjoittamiseen viimeistään keskiajalta lähtien. Varmasti joku on keksinyt jo varhain, että grafiitilla voi kirjoittaa, mutta pitkään aineen arvo piili muualla... 1500-luvulta lähtien Englannissa grafiittia hierottiin tykinkuuliin, jotta nämä lennähtivät sulavasti tykin suusta ulos. Grafiitilla oli niin suuri sotilaallinen merkitys, että kaivoksia vartioitiin ja grafiitti kuljetettiin Lontooseen aseistetussa saattueessa. Vuonna 1752 Englannin parlamenti teki sääkdöksen, joka määräsi grafiittivarkaalle jopa seitsemän vuoden karkoitusta. Grafiitilla myös suojattiin uuni ruostumiselta ja sitä sekoitettiin olueeseen tai viiniin lääkintätarkoituksissa - mikä lienee aiheuttanut enemmän harmia kuin parantanut vaivoja.

Victoria Finlay kertoo kirjassaan Colour. Travels throught the Paintbox englantilaisen Borrowtalen paikkakunnalla eläneestä tarinasta, jonka mukaan grafiittia käytettiin jo kauan ennen 1500-luvun puoltaväliä lampaiden merkitsemiseen.

Grafiitti on lyijykyniemme "lyijy". Jo vuodelta 1387 on löytynyt grafiitilla viivoitettu dokumentti. Gerner (Zürich) mainitsi puisiin tikkuihin asetetut grafiittisuikaleet vuonna 1565 ja viittasi, että ne tehtiin Englannissa; todennäköisesti Borrowdalen kaivoksen tuotteista. Borrowdalen grafiitti mainitaan myös kirjassa The elements of materia medica and therapeutics (1854): Borrowdale plumbago is of fine quality. It is brought to London, and sold by auction at a public-house in Essex- street, Strand, on the first Monday in every month. The best quality usually sells for two guineas or more per pound, and is employed for making pencils. (Samassa yhteydessä on löytyy muistiinpano heinäkuulta 1849, jossa mainitaan, että Borrowdalen kaivoksilta vanhat grafiittisuonet ovat ehtyneet ja uusia etsitään, mutta grafiittia ei oltu enää kolmeen vuoteen lähetetty markkinoille.)

1600-luvun alussa useat kirjoittajat kuvaavat lyijykyniä (Ambrosinus 1648; Pettus 1683). Jostain syystä maininnat grafiitin käytöstä ovat aika irrallisia eurooppalaisissa kirjoituksissa; vanhoista dokumenteista ei mainintoja suuria määriä löydy. Vasta 1700-lopulla alettiin yleisemmin tajuta grafiitin arvo kirjoittamisessa.

Grafiitti ei ole vain eurooppalaisten kirjoitusmineraali. Asteekit käyttivät grafiittikyniä Cortezin saapuessa 1520 Meksikoon. Mineraali saatiin todennäköisesti Sonoran kaivoksista. Kiinassa grafiitti oli yleisesti käytetty kirjoitusväline ennenkuin sen loppuminen kasvavan kysynnän alla alkoi uhata Han-dynastian aikana (206 eaa - 220). Kirjoitustarpeita täydentämään alettiin kehittää erilaisia mustetikkuja, joista sittemmin tuli kiinalaisen kirjoitustaiteen peruselementti.

Grafiittia on louhittu ympäri maapalloa (mm. Siperiasta, Keski-Euroopasta ja Englannista), nykyään suurin osa grafiitista louhitaan Sri Lankan alueelta. Grafiittia löytyy myös Suomen kamaralta, mutta ei kaivostoimintaan edellyttämiä määriä. Keinotekoisesti grafiittia on valmistettu vuodesta 1891. Grafiitti on sekoitettu usein lyijyyn (kuten edellä mainitun lyijykynän tapauksessa myös englanninkielinen grafiitin nimi black lead).

Myös suomenkielessä grafiitti on yleistynyt sävynimenä - sitä näkee yleisesti erilaisissa värillisissä tuotekuvastoissa nimittämään tummanharmaata, oli materiaali tekstiili tai kattotiili.

Nimiä

Suurin osa nimityksistä liittyy joko grafiitin lyijyä muistuttavaan ulkonäköön (black lead, plumbago) tai grafiitin löytöpaikkaan.

Kirjassa The elements of materia medica and therapeutics (1854) mainitaan seuraavat grafiittilaadut:
Borrowdale plumbago on hienolaatuisinta; käytetty lyijykynien valmistukseen
Spanish plumbago on joskus ylivoimaisen hyvälaatuista; tuotu Malagasta, ja saatu todennäköisesti Marbellassa sijaitsevalta Mora-vuorelta
Ceylon tai East India plumbago -grafiittia tuotiin laajasti, mutta se on heikkolaatuista
German plumbago tuodaan Hampurista, heikkolaatuista
Mexican black lead tuodaan myös Hampurista; suuresti epäpuhdasta: hiekkaa, mustaa savea, jauhettua lyijyä ja huonolaatuisia lyijyn laatuja
Naples lustre, Mexican jet, Spanish plumbago huonolaatuisia grafiittilajeja

Samassa kirjassa mainitaan, että kaupoissa nimellä black lead myytävä jauhe on väärennettyä ainetta, joka valmistetaan huonolaatuisesta grafiitista jauhamalla se epäpuhtauksien kanssa; tai se on Bideford black -nimellä tunnettua mustaa savea, jota löytyy Devonshiren Bidefordista; yms.

Wad on myös mangaanimustasta käytetty nimitys.

Muuta

Grafiittia pidetään ainoana "luonnonharmaana" - monet muut harmaat saadaan sekoittamalla valkoista ja mustaa keskenään.

J. Järvelän "Maalarin aine- ja ammattioppi" -kirja (WSOY 1956): Se kestää suurta kuumuutta ja on hyvä sähkönjohtaja. [...] Ruosteelta suojaavana aineena grafiitti on erinomainen. Sitä voidaan sivellä raudalle vaikka veteen sekoitettua ja veden kuivuttua harjata pintaan, johon se tarttuu niin tiiviisti, etteivät ilmaston vaikutukset pääse muodostamaan ruostetta. Kilpaveneiden ulkopohja sivellään usein etikkaan sekoitetulla grafiitilla ja harjataan kiiltäväksi. Se tekee pinnan liukkaaksi luistamaan vedessä ja estää samalla vesikasvien ja kotiloiden kiinnittymisen.

Valuraudan rakenne koostuu grafiitista ja matriisista (joka koostuu yleensä perliitistä ja ferriistä).

Katso myös shungiitti; hiili, hiilimusta, lamppumusta, viinimusta, (norsun)luumusta; lyijykynä