Різниця між природним графітом і штучним графітом

2025-03-26

Природний графіт багатий на органічні вуглецеві речовини під тривалим впливом високих температур і високого тиску геологічного середовища, є даром природи. Процесні характеристики природного графіту в основному визначаються його кристалічною морфологією. Графітові мінерали з різною кристалічною морфологією мають різну промислову цінність і застосування.

Існує більше видів природного графіту, відповідно до різної кристалічної морфології, природний графіт поділяється на три типи: щільний кристалічний графіт, пластинчастий графіт і криптокристалічний графіт.

Штучний графіт аналогічний полімерним кристалам у кристалографії. Існує багато видів штучного графіту та різні технології виробництва. У широкому сенсі всі графітові матеріали, отримані шляхом органічної карбонізації та графітизації при високих температурах, можна колективно називати штучним графітом, такими як вуглецеве (графітове) волокно, піролізний вуглець (графіт), графітова піна тощо.

01 Кристалічна структура

Кристалічний розвиток природного графіту є більш досконалим, ступінь графітизації природного пластинчастого графіту зазвичай перевищує 98%, тоді як ступінь графітизації природного мікрокристалічного графіту зазвичай нижча за 93%.

Ступінь кристалічного розвитку штучного графіту залежить від сировини та температури термічної обробки. Загалом, чим вища температура термічної обробки, тим вищий ступінь графітизації. У сучасному промисловому виробництві штучного графіту його ступінь графітизації зазвичай менше 90%.

02 Організаційна структура

Природний пластинчастий графіт є однокристалом з відносно простою структурою, з лише кристалографічними дефектами (точкові дефекти, дислокації, дефекти укладання тощо), і макроскопічно демонструє анізотропні структурні характеристики. Зерна природного мікрокристалічного графіту маленькі, зерна безладно розташовані, і після видалення домішок залишаються пори, що демонструє ізотропні структурні характеристики на макроскопічному рівні.

Штучний графіт можна вважати різновидом багатофазного матеріалу, що включає графітову фазу, перетворену з вуглецевих частинок, таких як нафтококс або смоляний кокс, графітову фазу, перетворену з вугільного смоляного зв'язуючого, що покриває частинки, та пори, що утворюються внаслідок накопичення частинок або вугільного смоляного зв'язуючого після термічної обробки.

03 Фізична форма

Природний графіт зазвичай існує у вигляді порошку і може використовуватися самостійно, але зазвичай використовується в поєднанні з іншими матеріалами.

Форма штучного графіту є більш різноманітною: порошок, волокно та блок, а в вузькому сенсі штучний графіт зазвичай є блоком, коли його обробляють у певну форму.

04 Фізичні та хімічні властивості

Природний графіт і штучний графіт мають спільні риси, але також існують відмінності в їхніх характеристиках. Наприклад, природний графіт і штучний графіт є хорошими провідниками тепла та електрики, але для графітового порошку з однаковою чистотою та розміром частинок, природний пластинчастий графіт має найкращі показники теплопередачі та провідності, природний мікрокристалічний камінь має друге місце, а штучний графіт - найнижче.

Графіт має хорошу змащуваність і певну пластичність, природний пластинчастий графіт має більш досконале кристалізування, коефіцієнт тертя малий, змащуваність найкраща, пластичність найвища, а щільний кристалічний графіт і криптокристалічний графіт, штучний графіт є поганим.

05 Сфера застосування

Графіт має багато відмінних властивостей, тому він широко використовується в металургії, машинобудуванні, електротехніці, хімії, текстильній промисловості, національній обороні та інших промислових секторах. Сфери застосування природного графіту та штучного графіту мають часткові перетини, але також мають різні місця.

У металургійній промисловості природний пластинчастий графіт може використовуватися для виробництва вогнетривких матеріалів, таких як магнієво-вуглецеві цегли та алюмінієво-вуглецеві цегли завдяки своїй хорошій стійкості до окислення.

Штучний графіт може використовуватися як електрод для виробництва сталі, але електрод, виготовлений з природного графіту, важко використовувати в суворих умовах електричної печі для виробництва сталі.

У машинобудівній промисловості графітові матеріали зазвичай використовуються як зносостійкі та змащувальні матеріали. Природний пластинчастий графіт має хорошу змащуваність і часто використовується як добавка в змащувальне масло.

Природний графіт і композити з полімерних смол також можуть використовуватися в зазначених вище сферах, але їх зносостійкість не така хороша, як у штучного графіту.

Штучний графіт має характеристики стійкості до корозії, хорошу теплопровідність, низьку проникність і широко використовується в хімічній промисловості для виготовлення теплообмінників, реакційних ємностей, абсорбційних колон, фільтрів та іншого обладнання.

Природний графіт і композити з полімерних смол також можуть використовуватися в зазначених вище сферах, але теплопровідність і стійкість до корозії не такі хороші, як у штучного графіту.