Diferența dintre grafitul natural și grafitul artificial

2025-03-26

Grafitul natural este bogat în materie organică de carbon, sub acțiunea pe termen lung a unui mediu geologic cu temperaturi și presiuni ridicate, fiind un dar al naturii. Caracteristicile procesului grafitului natural sunt determinate în principal de morfologia sa cristalină. Mineralele de grafit cu diferite morfologii cristaline au valori și utilizări industriale diferite.

Există mai multe tipuri de grafit natural, conform diferitelor morfologii cristaline, grafitul natural este împărțit în trei tipuri: grafit cristalin dens, grafit în fulgi și grafit criptocristalin.

Grafitul artificial este analog cu policrostalele în cristalografie. Există multe tipuri de grafit artificial și tehnici de producție diferite. Într-un sens larg, toate materialele de grafit obținute prin carbonizare organică și tratament de grafitizare la temperaturi ridicate pot fi denumite colectiv grafit artificial, cum ar fi fibra de carbon (grafit), carbonul pirolitic (grafit), spuma de grafit etc.

01 Structura cristalină

Dezvoltarea cristalină a grafitului natural este mai perfectă, gradul de grafitizare al grafitului natural în fulgi este de obicei peste 98%, în timp ce gradul de grafitizare al grafitului natural microcristalin este de obicei sub 93%.

Gradul de dezvoltare cristalină al grafitului artificial depinde de materiile prime și de temperatura de tratament termic. În general, cu cât temperatura de tratament termic este mai mare, cu atât gradul de grafitizare este mai mare. Producția industrială actuală de grafit artificial are, de obicei, un grad de grafitizare mai mic de 90%.

02 Structura organizațională

Grafitul natural în fulgi este un cristal unic cu o structură relativ simplă, având doar defecte cristalografice (defecte punctuale, dislocații, erori de stivuire etc.) și arătând macroscopic caracteristici structurale anisotrope. Granulele de grafit natural microcristalin sunt mici, granulele sunt aranjate haotic, iar după îndepărtarea impurităților rămân pori, arătând caracteristici structurale izotrope la nivel macroscopic.

Grafitul artificial poate fi considerat un tip de material multiphază, incluzând faza de grafit transformată de particule carbonice, cum ar fi cocsul de petrol sau cocsul de gudron, faza de grafit transformată de liantul de gudron de cărbune acoperit în jurul particulelor și porii formați prin acumularea de particule sau liantul de gudron de cărbune după tratamentul termic.

03 Formă fizică

Grafitul natural există de obicei sub formă de pulbere și poate fi utilizat singur, dar este de obicei utilizat în combinație cu alte materiale.

Forma grafitului artificial este mai variată, incluzând pulbere, fibră și bloc, iar în sens restrâns, grafitul artificial este de obicei bloc, atunci când este utilizat pentru a fi prelucrat într-o anumită formă.

04 Proprietăți fizice și chimice

Grafitul natural și grafitul artificial au asemănări, dar există și diferențe în ceea ce privește performanța. De exemplu, grafitul natural și grafitul artificial sunt buni conductori de căldură și electricitate, dar pentru aceeași puritate și dimensiune a particulelor de pulbere de grafit, performanța de transfer de căldură și conductivitatea grafitului natural în fulgi este cea mai bună, urmată de grafitul natural microcristalin, iar grafitul artificial are cea mai scăzută conductivitate.

Grafitul are o bună lubrifiere și o anumită plasticitate, dezvoltarea cristalelor de grafit natural în fulgi este mai perfectă, coeficientul de frecare este mic, cea mai bună lubrifiere, cea mai mare plasticitate, iar grafitul cristalin dens și grafitul criptocristalin, grafitul artificial este slab.

05 Domeniul aplicației

Grafitul are multe proprietăți excelente, astfel încât este utilizat pe scară largă în metalurgie, mecanică, electricitate, chimie, textile, apărare națională și alte sectoare industriale. Domeniile de aplicare ale grafitului natural și artificial au părți care se suprapun, dar au și locuri diferite.

În industria metalurgică, grafitul natural sub formă de fulgi poate fi utilizat pentru a produce materiale refractare, cum ar fi cărămida de carbon-magneziu și cărămida de carbon-aluminiu, datorită rezistenței sale bune la oxidare.

Grafitul artificial poate fi utilizat ca electroda pentru fabricarea oțelului, dar electroda realizată din grafit natural este dificil de utilizat în condițiile dure ale cuptorului electric pentru oțel.

În industria mecanică, materialele din grafit sunt de obicei utilizate ca materiale rezistente la uzură și lubrifiante. Grafitul natural sub formă de fulgi are o bună lubrifiere și este adesea utilizat ca aditiv în uleiul de lubrifiere.

Grafitul natural și compozitele din rășină polimerică pot fi, de asemenea, utilizate în domeniile de mai sus, dar rezistența la uzură nu este la fel de bună ca a grafitului artificial.

Grafitul artificial are caracteristici de rezistență la coroziune, conductivitate termică bună, permeabilitate scăzută și este utilizat pe scară largă în industria chimică pentru a fabrica schimbătoare de căldură, bazine de reacție, turnuri de absorbție, filtre și alte echipamente.

Grafitul natural și compozitele din rășină polimerică pot fi, de asemenea, utilizate în domeniile de mai sus, dar conductivitatea termică și rezistența la coroziune nu sunt la fel de bune ca ale grafitului artificial.