Rozdiel a súvislosť medzi prírodným grafitom a umelým grafitom

Vzhľadom na to, že umelý grafit v užšom slova zmysle sa zvyčajne pripravuje z prírodného grafitu ako suroviny, tento článok iba analyzuje a rozoberá rozdiel a súvislosti medzi prírodným grafitom a umelým grafitom v užšom zmysle.

Kryštalická štruktúra

Vývoj kryštálov prírodného grafitu je relatívne úplný, stupeň grafitizácie prírodného vločkového grafitu je zvyčajne nad 98 percent a stupeň grafitizácie prírodného mikrokryštalického grafitu je zvyčajne nižší ako 93 percent.

Stupeň vývoja kryštálov umelého grafitu závisí od suroviny a teploty tepelného spracovania. Vo všeobecnosti platí, že čím vyššia je teplota tepelného spracovania, tým vyšší je stupeň grafitizácie. V súčasnosti je stupeň grafitizácie umelého grafitu vyrábaného v priemysle zvyčajne nižší ako 90 percent.

Oorganizačnej štruktúry

Prírodný vločkový grafit je monokryštál s relatívne jednoduchou štruktúrou, iba s kryštalografickými defektmi (bodové defekty, dislokácie, vrstvené chyby atď.) a makroskopicky vykazujúci anizotropné štruktúrne charakteristiky. Zrná prírodného mikrokryštalického grafitu sú malé, zrná sú neusporiadane usporiadané a po odstránení nečistôt sú póry, ktoré na makroskopickej úrovni vykazujú izotropné štruktúrne charakteristiky.

Umelý grafit možno považovať za druh viacfázového materiálu, vrátane grafitovej fázy transformovanej uhlíkatými časticami, ako je ropný koks alebo asfaltový koks, grafitovej fázy transformovanej uhoľným smolným spojivom obaleným okolo častíc a pórov vytvorených nahromadením častíc alebo uhlím smolné spojivo po tepelnom spracovaní.

Pfyzická forma

Prírodný grafit zvyčajne existuje vo forme prášku a môže byť použitý samostatne, ale zvyčajne sa používa v kombinácii s inými materiálmi.

Existuje mnoho foriem umelého grafitu, vrátane prášku, vlákna a bloku, zatiaľ čo umelý grafit v užšom zmysle je zvyčajne blok, ktorý je potrebné pri použití spracovať do určitého tvaru.

Fyzikálne a chemické vlastnosti

Prírodný grafit a umelý grafit majú spoločné vlastnosti, existujú aj rozdiely vo výkone. Napríklad prírodný grafit a umelý grafit sú dobrými vodičmi tepla a elektriny, ale pre rovnakú čistotu a veľkosť častíc grafitového prášku je najlepší prenos tepla a vodivosť prírodného vločkového grafitu, prírodný mikrokryštalický atrament na druhom mieste, umelý grafit najnižší.

Grafit má dobrú klzkosť a určitú plasticitu, vývoj kryštálov prírodného vločkového grafitu je dokonalejší, koeficient trenia je malý, najlepšia klzkosť, najvyššia plasticita a hustý kryštalický grafit a kryptokryštalický grafit, umelý grafit je slabý.

Oblasť aplikácie

Grafit má mnoho vynikajúcich vlastností, preto je široko používaný v metalurgii, strojárstve, elektrotechnike, chemickom, textilnom, národnom obrane a iných priemyselných odvetviach. Oblasti použitia prírodného a umelého grafitu sa prekrývajú a líšia.

V metalurgickom priemysle možno prírodný vločkový grafit použiť na výrobu žiaruvzdorných materiálov, ako sú magnéziové uhlíkové tehly a hliníkovo-uhlíkové tehly, a to vďaka jeho dobrej odolnosti voči oxidácii.

Umelý grafit možno použiť ako elektródy na výrobu ocele, zatiaľ čo elektródy vyrobené z prírodného grafitu sa ťažko používajú v elektrických peciach na výrobu ocele s náročnými prevádzkovými podmienkami.

V strojárskom priemysle sa grafitové materiály zvyčajne používajú ako materiály odolné voči opotrebovaniu a mazacie materiály. Prírodný vločkový grafit má dobrú mazaciu schopnosť a často sa používa ako prísada do mazacích olejov.

Zariadenia na dopravu korozívnych médií široko využívajú piestne krúžky, tesniace krúžky a ložiská vyrobené z umelého grafitu a počas prevádzky nie je potrebné pridávať mazací olej.

Vo vyššie uvedených oblastiach sa môžu použiť aj kompozitné materiály z prírodného grafitu a polymérnej živice, ale odolnosť proti opotrebeniu nie je taká dobrá ako pri umelom grafite.

Umelý grafit sa vyznačuje odolnosťou proti korózii, dobrou tepelnou vodivosťou a nízkou priepustnosťou. Je široko používaný v chemickom priemysle na výrobu výmenníkov tepla, reakčných nádrží, absorpčných veží, filtrov a iných zariadení.

Vo vyššie uvedených oblastiach možno použiť aj kompozitné materiály z prírodného grafitu a polymérnej živice, ale tepelná vodivosť a odolnosť proti korózii nie sú také dobré ako pri umelom grafite.