O grafite natural é rico em matéria orgânica de carbono sob a ação a longo prazo de um ambiente geológico de alta temperatura e alta pressão, é o presente da natureza. As características do processo do grafite natural são determinadas principalmente por sua morfologia cristalina. Os minerais de grafite com diferentes morfologias cristalinas têm diferentes valores e usos industriais.
Existem mais tipos de grafite natural, de acordo com a diferente morfologia cristalina, o grafite natural é dividido em três tipos: grafite cristalina densa, grafite em flocos e grafite criptocristalino.
A grafite artificial é análoga a policristais na cristalografia. Existem muitos tipos de grafite artificial e diferentes técnicas de produção. Em um sentido amplo, todos os materiais de grafite obtidos por carbonização orgânica e tratamento de grafitização a alta temperatura podem ser coletivamente chamados de grafite artificial, como fibra de carbono (grafite), carbono pirolítico (grafite), espuma de grafite, etc.
O desenvolvimento cristalino do grafite natural é mais perfeito, o grau de grafitização do grafite em flocos natural é geralmente acima de 98%, enquanto o grau de grafitização do grafite microcristalino natural é geralmente abaixo de 93%.
O grau de desenvolvimento cristalino do grafite artificial depende das matérias-primas e da temperatura de tratamento térmico. De modo geral, quanto maior a temperatura de tratamento térmico, maior o grau de grafitização. A produção industrial atual de grafite artificial tem um grau de grafitização geralmente inferior a 90%.
O grafite em flocos natural é um cristal único com uma estrutura relativamente simples, apresentando apenas defeitos cristalográficos (defeitos pontuais, discordâncias, falhas de empilhamento, etc.), e, macrosscopicamente, apresenta características estruturais anisotrópicas. Os grãos de grafite microcristalino natural são pequenos, os grãos estão dispostos de forma desordenada e há poros após a remoção das impurezas, mostrando características estruturais isotrópicas em nível macroscópico.
O grafite artificial pode ser considerado um tipo de material multifásico, incluindo a fase de grafite transformada por partículas carbonáceas como coque de petróleo ou coque de alcatrão, a fase de grafite transformada por ligante de alcatrão de carvão revestido ao redor das partículas, e os poros formados pela acumulação de partículas ou ligante de alcatrão de carvão após o tratamento térmico.
O grafite natural geralmente existe na forma de pó e pode ser utilizado sozinho, mas geralmente é usado em combinação com outros materiais.
A forma do grafite artificial é mais variada, podendo ser pó, fibra e bloco, e no sentido restrito, o grafite artificial é geralmente em bloco, quando utilizado para processar em uma determinada forma.
O grafite natural e o grafite artificial têm semelhanças, mas também existem diferenças em seu desempenho. Por exemplo, tanto o grafite natural quanto o grafite artificial são bons condutores de calor e eletricidade, mas para o mesmo nível de pureza e tamanho de partícula do pó de grafite, o desempenho de transferência de calor e a condutividade do grafite em flocos natural são os melhores, o grafite microcristalino natural é o segundo melhor e o grafite artificial é o mais baixo.
O grafite possui boa lubrificação e certa plasticidade, o desenvolvimento dos cristais de grafite em flocos natural é mais perfeito, o coeficiente de fricção é pequeno, a lubrificação é a melhor, a plasticidade é a mais alta, e o grafite cristalino denso e o grafite criptocristalino, o grafite artificial é ruim.
O grafite possui muitas propriedades excelentes, portanto é amplamente utilizado em metalurgia, maquinaria, elétrica, química, têxtil, defesa nacional e outros setores industriais. Os campos de aplicação do grafite natural e do grafite artificial têm partes sobrepostas, mas também têm lugares diferentes.
No setor metalúrgico, o grafite em flocos natural pode ser usado para produzir materiais refratários, como tijolos de carbono de magnésio e tijolos de carbono de alumínio, devido à sua boa resistência à oxidação.
O grafite artificial pode ser utilizado como eletrodo para produção de aço, mas o eletrodo feito de grafite natural é difícil de ser utilizado nas duras condições do forno elétrico de fusão de aço.
No setor mecânico, materiais de grafite são geralmente utilizados como materiais de resistência ao desgaste e lubrificação. O grafite em flocos natural tem boa lubrificação e é frequentemente usado como aditivo em óleo lubrificante.
O grafite natural e compósitos de resina polimérica também podem ser utilizados nos campos mencionados acima, mas a resistência ao desgaste não é tão boa quanto a do grafite artificial.
O grafite artificial possui características de resistência à corrosão, boa condutividade térmica, baixa permeabilidade, e é amplamente utilizado na indústria química para fabricar trocadores de calor, tanques de reação, torres de absorção, filtros e outros equipamentos.
O grafite natural e compósitos de resina polimérica também podem ser usados nos campos acima, mas a condutividade térmica e a resistência à corrosão não são tão boas quanto as do grafite artificial.
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