ความแตกต่างระหว่างกราไฟต์ธรรมชาติและกราไฟต์สังเคราะห์

ธรรมชาติของกราไฟต์มีคาร์บอนและสารอินทรีย์ที่อุดมสมบูรณ์ภายใต้การกระทำของสภาพแวดล้อมทางธรณีวิทยาที่มีอุณหภูมิสูงและความดันสูงเป็นเวลานาน ซึ่งเป็นของขวัญจากธรรมชาติ ลักษณะกระบวนการของกราไฟต์ธรรมชาตินั้นถูกกำหนดโดยรูปร่างผลึกของมันเป็นหลัก แร่กราไฟต์ที่มีรูปร่างผลึกแตกต่างกันมีมูลค่าอุตสาหกรรมและการใช้งานที่แตกต่างกัน

ตามรูปแบบผลึกที่แตกต่างกัน แกรไฟต์ธรรมชาติแบ่งออกเป็นสามประเภท ได้แก่ แกรไฟต์ผลึกหนาแน่น แกรไฟต์แบบแผ่น และแกรไฟต์แบบผลึกซ่อนเร้น

กราไฟต์เทียมเปรียบเสมือนกับพอลิคริสตัลในคริสตัลโลยี มีกราไฟต์เทียมหลายประเภทและเทคนิคการผลิตที่แตกต่างกัน ในแง่กว้าง วัสดุกราไฟต์ทั้งหมดที่ได้จากการคาร์บอไนเซชันออร์แกนิกและการทำให้กราไฟต์ที่อุณหภูมิสูงสามารถเรียกรวมกันว่าเป็นกราไฟต์เทียม เช่น เส้นใยคาร์บอน (กราไฟต์) คาร์บอนพิโรไลติก (กราไฟต์) โฟมกราไฟต์ เป็นต้น

01 โครงสร้างผลึก

การพัฒนาผลึกของกราไฟต์ธรรมชาติสมบูรณ์แบบมากขึ้น โดยปกติแล้วระดับการกราไฟต์ของกราไฟต์แผ่นธรรมชาติจะอยู่ที่ประมาณ 98% ขึ้นไป ในขณะที่ระดับการกราไฟต์ของกราไฟต์ไมโครคริสตัลธรรมชาติจะอยู่ที่ประมาณ 93% ลงไป

ระดับการพัฒนาผลึกของกราไฟต์สังเคราะห์ขึ้นอยู่กับวัตถุดิบและอุณหภูมิการบำบัดความร้อน โดยทั่วไปแล้ว ยิ่งอุณหภูมิการบำบัดความร้อนสูงขึ้น ระดับการกราไฟต์ก็จะสูงขึ้น การผลิตกราไฟต์สังเคราะห์ในอุตสาหกรรมปัจจุบันระดับการกราไฟต์มักจะต่ำกว่า 90%

02 โครงสร้างองค์กร

กราไฟต์แผ่นธรรมชาติเป็นผลึกเดี่ยวที่มีโครงสร้างค่อนข้างเรียบง่าย มีเพียงข้อบกพร่องทางผลึก (ข้อบกพร่องจุด, การเคลื่อนที่, ข้อผิดพลาดในการจัดเรียง ฯลฯ) และแสดงลักษณะโครงสร้างที่ไม่เป็นเชิงมิติในระดับมหภาค เมล็ดของกราไฟต์ไมโครคริสตัลธรรมชาติจะมีขนาดเล็ก เมล็ดจะจัดเรียงอย่างไม่เป็นระเบียบ และมีรูหลังจากการกำจัดสิ่งเจือปน แสดงลักษณะโครงสร้างที่เป็นเชิงมิติในระดับมหภาค

กราไฟต์สังเคราะห์สามารถถือเป็นวัสดุหลายเฟสประเภทหนึ่ง รวมถึงเฟสกราไฟต์ที่เปลี่ยนแปลงจากอนุภาคคาร์บอนเช่น โค้กปิโตรเลียม หรือโค้กยาง เฟสกราไฟต์ที่เปลี่ยนแปลงจากสารยึดเกาะโค้กถ่านหินที่เคลือบรอบอนุภาค และรูที่เกิดจากการสะสมของอนุภาคหรือสารยึดเกาะโค้กถ่านหินหลังการบำบัดความร้อน

03 รูปแบบทางกายภาพ

กราไฟต์ธรรมชาติมักมีอยู่ในรูปแบบผงและสามารถใช้ได้เพียงลำพัง แต่โดยปกติจะใช้ร่วมกับวัสดุอื่น

รูปทรงของกราไฟต์สังเคราะห์มีมาก ทั้งผง เส้นใย และบล็อก และในความหมายแคบของกราไฟต์สังเคราะห์มักจะหมายถึงบล็อก เมื่อใช้ในการประมวลผลเป็นรูปทรงที่แน่นอน

04 คุณสมบัติทางกายภาพและเคมี

กราไฟต์ธรรมชาติและกราไฟต์สังเคราะห์มีความเหมือนกัน แต่ก็มีความแตกต่างในด้านประสิทธิภาพ ตัวอย่างเช่น กราไฟต์ธรรมชาติและกราไฟต์สังเคราะห์เป็นตัวนำความร้อนและไฟฟ้าที่ดี แต่สำหรับกราไฟต์ผงที่มีความบริสุทธิ์และขนาดอนุภาคเท่ากัน ประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนและการนำไฟฟ้าของกราไฟต์แผ่นธรรมชาติจะดีที่สุด กราไฟต์ไมโครคริสตัลธรรมชาติเป็นอันดับสอง และกราไฟต์สังเคราะห์ต่ำที่สุด

กราไฟต์มีความลื่นไหลที่ดีและมีพลาสติกบางอย่าง การพัฒนาผลึกของกราไฟต์แผ่นธรรมชาติดีขึ้นมาก ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำที่สุด ความลื่นไหลดีที่สุด พลาสติกสูงที่สุด และกราไฟต์ผลึกหนาแน่นและกราไฟต์คริปโตคริสตัล กราไฟต์สังเคราะห์มีคุณภาพต่ำ

05 สาขาการใช้งาน

กราไฟต์มีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมมากมาย ดังนั้นจึงถูกนำไปใช้ในอุตสาหกรรมโลหะกรรม เครื่องจักร ไฟฟ้า เคมี สิ่งทอ การป้องกันประเทศ และอุตสาหกรรมอื่นๆ สาขาการใช้งานของกราไฟต์ธรรมชาติและกราไฟต์สังเคราะห์มีส่วนที่ทับซ้อนกัน แต่ก็มีความแตกต่างกัน

ในอุตสาหกรรมโลหะกรรม กราไฟต์แผ่นธรรมชาติสามารถใช้ผลิตวัสดุทนไฟ เช่น อิฐแมกนีเซียมคาร์บอนและอิฐอะลูมิเนียมคาร์บอน เนื่องจากมีความต้านทานออกซิเดชันที่ดี

กราไฟต์สังเคราะห์สามารถใช้เป็นอิเล็กโทรดสำหรับการผลิตเหล็ก แต่การใช้กราไฟต์ธรรมชาติทำให้ยากที่จะใช้ในสภาวะที่รุนแรงของเตาไฟฟ้าสำหรับการผลิตเหล็ก

ในอุตสาหกรรมเครื่องกล วัสดุกราไฟต์มักถูกใช้เป็นวัสดุที่ทนต่อการสึกหรอและวัสดุหล่อลื่น กราไฟต์แบบแผ่นธรรมชาติมีคุณสมบัติในการหล่อลื่นที่ดีและมักถูกใช้เป็นสารเติมแต่งในน้ำมันหล่อลื่น

กราไฟต์ธรรมชาติและคอมโพสิตเรซินโพลีเมอร์ยังสามารถใช้ในสาขาข้างต้นได้ แต่ความต้านทานการสึกหรอไม่ดีเท่ากับกราไฟต์เทียม.

กราไฟต์เทียมมีลักษณะของความต้านทานการกัดกร่อน, การนำความร้อนที่ดี, การซึมผ่านต่ำ และถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเคมีเพื่อทำเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน, ถังปฏิกิริยา, หอซึมซับ, ตัวกรอง และอุปกรณ์อื่น ๆ.

กราไฟต์ธรรมชาติและคอมโพสิตเรซินโพลีเมอร์ยังสามารถใช้ในสาขาข้างต้นได้ แต่การนำความร้อนและความต้านทานการกัดกร่อนไม่ดีเท่ากับกราไฟต์เทียม.