Różnica i związek między grafitem naturalnym a grafitem sztucznym

Ze względu na fakt, że sztuczny grafit w wąskim znaczeniu jest zwykle przygotowywany z grafitu naturalnego jako surowca, w niniejszym artykule przeanalizowano i omówiono jedynie różnicę i związek między grafitem naturalnym a grafitem sztucznym w wąskim znaczeniu.

Struktura krystaliczna

Rozwój kryształów naturalnego grafitu jest stosunkowo kompletny, stopień grafityzacji naturalnego grafitu płatkowego wynosi zwykle powyżej 98 procent, a stopień grafityzacji naturalnego grafitu mikrokrystalicznego wynosi zwykle poniżej 93 procent.

Stopień rozwoju kryształów sztucznego grafitu zależy od surowca i temperatury obróbki cieplnej. Ogólnie rzecz biorąc, im wyższa temperatura obróbki cieplnej, tym wyższy stopień grafityzacji. Obecnie stopień grafityzacji grafitu sztucznego wytwarzanego w przemyśle wynosi zwykle mniej niż 90 proc.

Ostruktura organizacyjna

Naturalny grafit płatkowy jest monokryształem o stosunkowo prostej strukturze, z jedynie defektami krystalograficznymi (defekty punktowe, dyslokacje, uskoki układania itp.) i makroskopowo wykazującymi anizotropowe cechy strukturalne. Ziarna naturalnego grafitu mikrokrystalicznego są małe, ziarna są nieuporządkowane, a po usunięciu zanieczyszczeń pojawiają się pory, wykazujące izotropowe cechy strukturalne na poziomie makroskopowym.

Sztuczny grafit można uznać za rodzaj materiału wielofazowego, w tym fazę grafitową przekształconą przez cząstki węglowe, takie jak koks naftowy lub koks asfaltowy, fazę grafitową przekształconą przez spoiwo węglowe powlekane wokół cząstek oraz pory utworzone przez nagromadzenie cząstek lub węgiel spoiwo smołowe po obróbce cieplnej.

Pforma hysyczna

Naturalny grafit zwykle występuje w postaci proszku i może być stosowany samodzielnie, ale zwykle stosuje się go w połączeniu z innymi materiałami.

Istnieje wiele postaci sztucznego grafitu, w tym proszek, włókno i blok, podczas gdy sztuczny grafit w wąskim znaczeniu to zwykle blok, który podczas użytkowania musi zostać przetworzony w określony kształt.

Fizyczne i chemiczne właściwości

Naturalny grafit i sztuczny grafit mają powszechność, istnieją również różnice w wydajności. Na przykład grafit naturalny i grafit sztuczny są dobrymi przewodnikami ciepła i elektryczności, ale przy tej samej czystości i wielkości cząstek proszku grafitowego wydajność i przewodność naturalnego grafitu płatkowego jest najlepsza, tusz z naturalnego mikrokrystalicznego kamienia jest drugi, a sztuczny grafit najniższy.

Grafit ma dobrą smarowność i pewną plastyczność, rozwój kryształów naturalnego grafitu płatkowego jest doskonalszy, współczynnik tarcia jest mały, najlepsza smarowność, najwyższa plastyczność, gęsty grafit krystaliczny i grafit kryptokrystaliczny, sztuczny grafit jest słaby.

Pole aplikacji

Grafit ma wiele doskonałych właściwości, dzięki czemu jest szeroko stosowany w metalurgii, maszynach, elektrotechnice, chemii, tekstyliach, obronie narodowej i innych gałęziach przemysłu. Obszary zastosowań naturalnego i sztucznego grafitu pokrywają się i różnią.

W przemyśle metalurgicznym naturalny grafit płatkowy może być wykorzystywany do produkcji materiałów ogniotrwałych, takich jak cegły magnezytowo-węglowe i aluminiowo-węglowe ze względu na dobrą odporność na utlenianie.

Grafit sztuczny może być stosowany jako elektrody do produkcji stali, podczas gdy elektrody z grafitu naturalnego są trudne do zastosowania w piecach elektrycznych do produkcji stali w trudnych warunkach pracy.

W przemyśle maszynowym materiały grafitowe są zwykle stosowane jako materiały odporne na zużycie i smarujące. Naturalny grafit płatkowy ma dobrą smarowność i jest często stosowany jako dodatek do olejów smarowych.

Urządzenia do transportu mediów korozyjnych szeroko wykorzystują pierścienie tłokowe, pierścienie uszczelniające i łożyska wykonane ze sztucznego grafitu i nie wymagają dodawania oleju smarowego podczas pracy.

Naturalny grafit i materiały kompozytowe z żywicy polimerowej mogą być również stosowane w powyższych dziedzinach, ale odporność na zużycie nie jest tak dobra jak sztucznego grafitu.

Grafit sztuczny charakteryzuje się odpornością na korozję, dobrą przewodnością cieplną i niską przepuszczalnością. Jest szeroko stosowany w przemyśle chemicznym do produkcji wymienników ciepła, zbiorników reakcyjnych, wież absorpcyjnych, filtrów i innych urządzeń.

Materiały kompozytowe z naturalnego grafitu i żywicy polimerowej mogą być również stosowane w powyższych dziedzinach, ale przewodność cieplna i odporność na korozję nie są tak dobre jak sztucznego grafitu.