Різниця між природним і штучним графітом

Хоча як природний, так і штучний графіт в основному складаються з вуглецю, вони суттєво відрізняються за своїми джерелами, структурою, властивостями та застосуванням.
Нижче я наведу детальне порівняння двох з різних точок зору.
Природний графіт: отриманий з природних мінералів, він утворюється природним шляхом.
Штучний графіт: графітовий матеріал, штучно виготовлений із вуглецевих матеріалів, таких як нафтовий кокс і пековий кокс, за допомогою серії високо-температурних термічних обробок (до 3000 градусів).
Порівнюючи їхні джерела та процеси виробництва, природний графіт походить із природної графітової руди та виробляється фізичними методами, такими як видобуток і флотація. Штучний графіт в основному отримують з нафтового коксу, голчастого коксу та пекового коксу. Процес виробництва включає складний процес, що включає кальцинування, дроблення, подрібнення, замішування, формування (екструзія, формування, ізостатичне пресування), випалювання, просочення та графітизацію (ключовий етап). Цей процес може тривати кілька місяців.
Будова і морфологія:
Природний графіт має більш високий ступінь кристалічності, більший розмір зерен і правильну пластинчасту структуру. Він класифікується на лусковий графіт (-подібний до листів), мікрокристалічний графіт (також відомий як земляний графіт із дрібними частинками) і масивний графіт (рідкісний). Вони виявляють значну анізотропію.
Штучний графіт має відносно низьку кристалічність, малий розмір зерен і дещо невпорядковану структуру. Його морфологія визначається методом обробки, і його можна знайти в масі, електродах, ізостатично пресованому графіті, графітовому папері/фользі тощо. Ступінь анізотропії можна контролювати шляхом обробки, і, як правило, він менш виражений, ніж природний графіт, прагнучи до ізотропії.
Експлуатаційні характеристики:
Природний графіт можна очистити до 99,9%, але процес складний і дорогий. Він часто містить домішки, наприклад силікати. Він має чудові змащувальні властивості, а лусковий графіт є високоякісним-твердим мастилом. Однак він має низьку механічну міцність і м'яку текстуру. Його неправильна форма частинок може призвести до поганої однорідності при змішуванні з електродними матеріалами.
Artificial graphite is extremely pure (>99,9%), оскільки більшість домішок випаровується при високих температурах графітизації. Має гарну змащувальну здатність, але загалом поступається природному лускатому графіту. Має більш високу механічну міцність і більш щільну структуру за рахунок прожарювання і просочення. Форму його частинок можна контролювати (наприклад, сфероїдизація), що призводить до кращої технологічності та сумісності з електродними матеріалами.
Виходячи з цих властивостей, їх застосування зосереджено на різних аспектах.
Природний графіт в основному використовується в анодних матеріалах, вогнетривких матеріалах і мастильних матеріалах. Штучний графіт переважно використовується в напівпровідниках, фотоелектричних установках і сповільнювачах ядерних реакторів завдяки своїй високій чистоті та міцності. Він також використовується у виробництві механічних ущільнень, підшипників та інших застосувань завдяки своїй високій міцності та зносостійкості.
Таким чином, для застосувань, які потребують низької вартості та високої потужності, природний графіт можна використовувати там, де вимоги до продуктивності не є надзвичайно вимогливими.
Для застосувань, які вимагають високої продуктивності, тривалого циклу служби, безпеки та структурної міцності, штучний графіт є кращим вибором у високо-батареях і спеціалізованих промислових застосуваннях.