El grafito natural es rico en materia orgánica de carbono bajo la acción a largo plazo de un ambiente geológico de alta temperatura y alta presión, es un regalo de la naturaleza. Las características del proceso del grafito natural están determinadas principalmente por su morfología cristalina. Los minerales de grafito con diferentes morfologías cristalinas tienen diferentes valores y usos industriales.
Existen más tipos de grafito natural; según su morfología cristalina, el grafito natural se divide en tres tipos: grafito cristalino denso, grafito en escamas y grafito criptocristalino.
El grafito artificial es análogo a los policristales en cristalografía. Hay muchos tipos de grafito artificial y diferentes técnicas de producción. En un sentido amplio, todos los materiales de grafito obtenidos por carbonización orgánica y tratamiento de altas temperaturas de grafitización se pueden denominar colectivamente como grafito artificial, como fibra de carbono (grafito), carbono pirolítico (grafito), espuma de grafito, etc.
El desarrollo cristalino del grafito natural es más perfecto, el grado de grafitización del grafito natural en escamas es generalmente superior al 98%, mientras que el grado de grafitización del grafito microcristalino natural es generalmente inferior al 93%.
El grado de desarrollo cristalino del grafito artificial depende de las materias primas y la temperatura de tratamiento térmico. En términos generales, cuanto mayor es la temperatura de tratamiento térmico, mayor es el grado de grafitización. En la producción industrial actual de grafito artificial, su grado de grafitización es generalmente inferior al 90%.
El grafito natural en escamas es un cristal único con una estructura relativamente simple, con solo defectos cristalográficos (defectos puntuales, dislocaciones, errores de apilamiento, etc.), y a nivel macroscópico muestra características estructurales anisotrópicas. Los granos del grafito microcristalino natural son pequeños, los granos están desordenadamente dispuestos, y hay poros después de que se eliminan las impurezas, mostrando características estructurales isotrópicas a nivel macroscópico.
El grafito artificial puede considerarse como una especie de material multifásico, que incluye la fase de grafito transformada por partículas carbonosas como el coque de petróleo o el coque de alquitran, la fase de grafito transformada por el aglutinante de alquitran de hulla recubierto alrededor de las partículas, y los poros formados por la acumulación de partículas o el aglutinante de alquitran de hulla después del tratamiento térmico.
El grafito natural generalmente existe en forma de polvo y se puede utilizar solo, pero normalmente se usa en combinación con otros materiales.
La forma del grafito artificial es más variada, tanto en polvo, fibra como en bloque, y en un sentido estricto, el grafito artificial suele ser en bloque, cuando se usa para procesarlo en una forma determinada.
El grafito natural y el grafito artificial tienen similitudes, pero también existen diferencias en el rendimiento. Por ejemplo, el grafito natural y el grafito artificial son buenos conductores de calor y electricidad, pero para el mismo grado de pureza y tamaño de partícula del polvo de grafito, el grafito en escamas natural tiene el mejor rendimiento de transferencia de calor y conductividad, el grafito microcristalino natural es el segundo mejor y el grafito artificial es el de menor rendimiento.
El grafito tiene buena lubricidad y cierta plasticidad; el desarrollo cristalino del grafito en escamas natural es más perfecto, el coeficiente de fricción es pequeño, la lubricidad es la mejor, la plasticidad es la más alta, y el grafito cristalino denso y el grafito criptocristalino son peores que el grafito artificial.
El grafito tiene muchas propiedades excelentes, por lo que se utiliza ampliamente en metalurgia, maquinaria, eléctrica, química, textil, defensa nacional y otros sectores industriales. Los campos de aplicación del grafito natural y el grafito artificial tienen partes superpuestas, pero también hay diferencias.
En la industria metalúrgica, el grafito en escamas natural se puede utilizar para producir materiales refractarios como ladrillos de magnesio y ladrillos de carbono de aluminio debido a su buena resistencia a la oxidación.
El grafito artificial puede usarse como electrodo para la fabricación de acero, pero el electrodo hecho de grafito natural es difícil de usar en las duras condiciones del horno eléctrico de fabricación de acero.
En la industria mecánica, los materiales de grafito se utilizan generalmente como materiales resistentes al desgaste y lubricantes. El grafito en escamas natural tiene buena lubricidad y se utiliza a menudo como aditivo en aceites lubricantes.
Los compuestos de grafito natural y resina polimérica también se pueden utilizar en los campos anteriores, pero su resistencia al desgaste no es tan buena como la del grafito artificial.
El grafito artificial tiene características de resistencia a la corrosión, buena conductividad térmica, baja permeabilidad, y se utiliza ampliamente en la industria química para fabricar intercambiadores de calor, tanques de reacción, torres de absorción, filtros y otros equipos.
Los compuestos de grafito natural y resina polimérica también se pueden utilizar en los campos anteriores, pero la conductividad térmica y la resistencia a la corrosión no son tan buenas como las del grafito artificial.
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