1. 石墨分類與特點:
1.1 天然石墨
天然石墨是富碳物在高溫高壓地質環(huán)境長期作用下轉變形成的,是大自然的結晶。天然石墨的工藝特性主要取決于它的結晶形態(tài)。結晶形態(tài)不同的礦物,具有不同的工業(yè)價值和用途。天然石墨的種類較多,根據(jù)結晶形態(tài)不同,工業(yè)上將天然石墨分為致密結晶狀石墨、鱗片石墨和隱晶質石墨三類。我國主要有鱗片石墨和隱晶質石墨兩大類。石墨烯纖維
1.2 人造石墨
人造石墨類似于結晶學中的多晶體。人造石墨種類繁多,生產(chǎn)工藝千差萬別。廣義上來說,通過物炭化再經(jīng)石墨化高溫處理后得到的石墨材料均可統(tǒng)稱為人造石墨,如炭(石墨)纖維、熱解炭(石墨)、泡沫石墨等。而狹義上的人造石墨通常是指以雜質含量較低的炭質原料(石油焦、瀝青焦等)為骨料、等為粘結劑,經(jīng)過配料、混捏、成型、炭化(工業(yè)上稱為焙燒)和石墨化等工序制得的塊狀固體材料,如石墨電、熱等靜壓石墨等。
黑龍江石墨烯
2.天然石墨與人造石墨的區(qū)別和
鑒于以上天然石墨為原料制備出來的通常是狹義的人造石墨,現(xiàn)分析和討論天然石墨與狹義人造石墨的區(qū)別與。
2.1 晶體結構
天然石墨:晶體發(fā)育較為完善,鱗片石墨的石墨化程度在以上,而天然微晶石墨的石墨化程度通常在以下。
人造石墨:晶體發(fā)育程度取決于原材料及熱處理溫度。一般來說,熱處理溫度越高,其石墨化程度也就越高。目前工業(yè)生產(chǎn)的人造石墨,其石墨化程度通常低于。
2.2 組織結構
天然鱗片石墨:是一種單晶,組織結構較簡單,存在結晶學上的缺陷(如點缺陷、位錯、層錯等),宏觀上表現(xiàn)出各向異性的特征。天然微晶石墨的晶粒較小,晶粒之間雜亂排列且存在雜質脫除后的孔洞,宏觀上表現(xiàn)出各向同性。
人造石墨:可看作是一種多相材料,包括石油焦或瀝青焦等炭質顆粒轉化的石墨相、包覆在顆粒周圍的粘結劑轉化的石墨相、顆粒堆積或粘結劑經(jīng)熱處理后形成的氣孔等。
2.3 物理形態(tài)
天然石墨:通常以粉體形態(tài)存在,可單獨使用,但通常與其它材料復合后使用。
人造石墨:形態(tài)較多,既有粉狀,也有纖維狀和塊狀,而狹義的人造石墨通常為塊狀,使用時需要加工成形狀。
2.4 理化性質
在理化性質方面,天然石墨與人造石墨既有共性,也存在性能上的差異。如天然石墨與人造石墨都是熱和電的良導體,但對于相同純度和粒度的石墨粉體來說,天然鱗片石墨的傳熱性能和導電性能、天然微晶石墨次之,人造石墨。石墨具有的較好的潤滑性和的可塑性,天然鱗片石墨的晶體發(fā)育較完善,摩擦系數(shù)較小,潤滑性,可塑性,而致密結晶狀石墨和隱晶質石墨次之,人造石墨較差。
3. 天然石墨與人造石墨的應用領域
石墨具有許多的性質,因而在冶金、機械、電氣、化工、紡織、國等工業(yè)部門獲得應用。天然石墨與人造石墨的應用領域既有相互重疊的部分,也有不相同的地方。
3.1 冶金工業(yè)
在冶金工業(yè)中,天然鱗片石墨因氧化性較好可用于生產(chǎn)碳磚和鋁碳磚等耐火材料。人造石墨可以作為煉鋼電,而天然石墨制成的電就用于使用條件較苛刻的煉鋼電爐。
3.2 機械工業(yè)
在機械工業(yè)中,石墨材料通常用作和潤滑材料。天然鱗片石墨的潤滑性較好,常用作潤滑油的添加劑。輸送腐蝕介質的設備,采用人造石墨制成的活塞環(huán)、密封圈和軸承,工作時加入潤滑油。天然石墨與高分子樹脂復合材料也可用于上述領域,但性人造石墨。
3.3 化學工業(yè)
人造石墨具有耐腐蝕、導熱性好、滲透率低等特點,在化學工業(yè)中用于制作熱交換器、反應槽、吸收塔、過濾器等設備。天然石墨與高分子樹脂復合材料也可用于上述領域,但導熱性、耐腐蝕性人造石墨。