天然石墨和人造石墨有什么区别与联系?
1.石墨分类与特征:
天然石墨
天然石墨是富碳有机物在高温高压地质环境长期效果下改变构成的,是大自然的结晶。天然石墨的工艺特性首要取决于它的结晶形状。结晶形状不同的矿产,具有不同的工业价值和用处。天然石墨的种类较多,依据结晶形状不同,工业大将天然石墨分为细密结晶状石墨、鳞片石墨和隐晶质石墨三类。我国首要有鳞片石墨和隐晶质石墨两大类。
人工石墨
人工石墨类似于结晶学中的多晶体。人工石墨种类繁多,出产工艺千差万别。广义上来说,全部通过有机物炭化再经石墨化高温处理后得到的石墨材料均可总称为人工石墨,如炭(石墨)纤维、热解炭(石墨)、泡沫石墨等。而狭义上的人工石墨一般是指以杂质含量较低的炭质质料(石油焦、沥青焦等)为骨料、煤沥青等为粘结剂,通过配料、混捏、成型、炭化(工业上称为焙烧)和石墨化等工序制得的块状固体材料,如石墨电极、热等静压石墨等。
2.天然石墨与人工石墨的差异和联络
鉴于以上天然石墨为质料制备出来的一般是狭义的人工石墨,现仅分析和谈论天然石墨与狭义人工石墨的差异与联络。
晶体结构
天然石墨:晶体发育较为完善,鳞片石墨的石墨化程度更在98%以上,而天然微晶石墨的石墨化程度一般在93%以下。
人工石墨:晶体发育程度取决于原材料及热处理温度。一般来说,热处理温度越高,其石墨化程度也就越高。现在工业出产的人工石墨,其石墨化程度一般低于90%。
组织结构
天然鳞片石墨:是一种单晶,组织结构较简略,仅存在结晶学上的缺陷(如点缺陷、位错、层错等),微观上表现出各向异性的特征。天然微晶石墨的晶粒较小,晶粒之间凌乱排列且存在杂质脱除后的孔洞,微观上表现出各向同性。
人工石墨:可看作是一种多相材料,包含石油焦或沥青焦等炭质颗粒转化的石墨相、包覆在颗粒周围的煤沥青粘结剂转化的石墨相、颗粒堆积或煤沥青粘结剂经热处理后构成的气孔等。
物理形状
天然石墨:一般以粉体形状存在,可独自运用,但一般与其它材料复合后运用。
人工石墨:形状较多,既有粉状,也有纤维状和块状,而狭义的人工石墨一般为块状,运用时需要加工成必定形状。
理化性质
有理化性质方面,天然石墨与人工石墨既有共性,也存在功用上的差异。如天然石墨与人工石墨都是热和电的良导体,但关于相同纯度和粒度的石墨粉体来说,天然鳞片石墨的传热功用和导电功用最好、天然微晶石墨次之,人工石墨最低。石墨具有的较好的光滑性和必定的可塑性,天然鳞片石墨的晶体发育较完善,摩擦系数较小,光滑性最好,可塑性最高,而细密结晶状石墨和隐晶质石墨次之,人工石墨较差。
3.天然石墨与人工石墨的使用领域
石墨具有许多优秀的性质,因而在冶金、机械、电气、化工、纺织、国防等工业部门获得广泛使用。天然石墨与人工石墨的使用领域既有互相重叠的部分,也有不相同的地方。
冶金工业
在冶金工业中,天然鳞片石墨因抗氧化性较好可用于出产镁碳砖和铝碳砖等耐火材料。人工石墨可以作为炼钢电极,而天然石墨制成的电极就难以用于运用条件较严苛的炼钢电炉。
机械工业
在机械工业中,石墨加工石墨材料一般用作耐磨和光滑材料。天然鳞片石墨的光滑性较好,常用作光滑油的添加剂。运送腐蚀介质的设备,广泛选用人工石墨制成的活塞环、密封圈和轴承,作业时无需参与光滑油。天然石墨与高分子树脂复合材料也可用于上述领域,但耐磨性不如人工石墨。
化学工业
人工石墨具有耐腐蚀、导热性好、浸透率低一级特征,在化学工业中广泛用于制作热交换器、反响槽、吸收塔、过滤器等设备。天然石墨与高分子树脂复合材料也可用于上述领域,但导热性、耐腐蚀性不如人工石墨。