La differenza e la connessione tra grafite naturale e grafite artificiale

In considerazione del fatto che la grafite artificiale in senso stretto è solitamente preparata dalla grafite naturale come materia prima, questo articolo analizza e discute solo la differenza e la connessione tra grafite naturale e grafite artificiale in senso stretto.

Struttura di cristallo

Lo sviluppo cristallino della grafite naturale è relativamente completo, il grado di grafitizzazione della grafite lamellare naturale è solitamente superiore al 98% e il grado di grafitizzazione della grafite microcristallina naturale è solitamente inferiore al 93%.

Il grado di sviluppo cristallino della grafite artificiale dipende dalla materia prima e dalla temperatura del trattamento termico. In generale, maggiore è la temperatura del trattamento termico, maggiore è il grado di grafitizzazione. Attualmente, il grado di grafitizzazione della grafite artificiale prodotta nell'industria è generalmente inferiore al 90%.

Ostruttura organizzativa

La grafite lamellare naturale è un monocristallo con una struttura relativamente semplice, con solo difetti cristallografici (difetti puntiformi, dislocazioni, errori di impilamento, ecc.) e presenta macroscopicamente caratteristiche strutturali anisotrope. I grani di grafite microcristallina naturale sono piccoli, i grani sono disposti in modo disordinato e ci sono pori dopo che le impurità sono state rimosse, mostrando le caratteristiche strutturali isotrope a livello macroscopico.

La grafite artificiale può essere considerata una sorta di materiale multifase, compresa la fase di grafite trasformata da particelle carboniose come coke di petrolio o coke di asfalto, la fase di grafite trasformata dal legante di pece di carbone rivestito attorno alle particelle e i pori formati dall'accumulo di particelle o dal carbone legante pece dopo il trattamento termico.

Pforma fisica

La grafite naturale di solito esiste sotto forma di polvere e può essere utilizzata da sola, ma di solito viene utilizzata in combinazione con altri materiali.

Esistono molte forme di grafite artificiale, tra cui polvere, fibra e blocco, mentre la grafite artificiale in senso stretto è solitamente un blocco, che deve essere lavorato in una certa forma quando viene utilizzato.

Proprietà fisiche e chimiche

La grafite naturale e la grafite artificiale hanno caratteristiche comuni, esistono anche differenze nelle prestazioni. Ad esempio, la grafite naturale e la grafite artificiale sono buoni conduttori di calore ed elettricità, ma per la stessa purezza e dimensione delle particelle della polvere di grafite, le prestazioni di trasferimento del calore e la conduttività della grafite a scaglie naturali sono le migliori, l'inchiostro di pietra microcristallina naturale secondo, la grafite artificiale più bassa.

La grafite ha una buona lubrificazione e una certa plasticità, lo sviluppo dei cristalli di grafite a scaglie naturali è più perfetto, il coefficiente di attrito è piccolo, la migliore lubrificazione, la massima plasticità e la grafite cristallina densa e la grafite criptocristallina, la grafite artificiale è scarsa.

Campo di applicazione

La grafite ha molte proprietà eccellenti, quindi è ampiamente utilizzata nella metallurgia, nei macchinari, nell'elettricità, nella chimica, nel tessile, nella difesa nazionale e in altri settori industriali. I campi di applicazione della grafite naturale e della grafite artificiale si sovrappongono e differiscono.

Nell'industria metallurgica, la grafite lamellare naturale può essere utilizzata per produrre materiali refrattari come mattoni di magnesia-carbonio e mattoni di alluminio-carbonio grazie alla sua buona resistenza all'ossidazione.

La grafite artificiale può essere utilizzata come elettrodi per la produzione dell'acciaio, mentre gli elettrodi in grafite naturale sono difficili da utilizzare nei forni elettrici per la produzione dell'acciaio con condizioni operative difficili.

Nell'industria meccanica, i materiali di grafite sono generalmente utilizzati come materiali lubrificanti e resistenti all'usura. La grafite lamellare naturale ha un buon potere lubrificante ed è spesso usata come additivo per oli lubrificanti.

L'attrezzatura per il trasporto di fluidi corrosivi utilizza ampiamente fasce elastiche, anelli di tenuta e cuscinetti in grafite artificiale e non necessita di aggiungere olio lubrificante durante il funzionamento.

I materiali compositi di grafite naturale e resina polimerica possono essere utilizzati anche nei campi di cui sopra, ma la resistenza all'usura non è buona come quella della grafite artificiale.

La grafite artificiale ha le caratteristiche di resistenza alla corrosione, buona conducibilità termica e bassa permeabilità. È ampiamente utilizzato nell'industria chimica per realizzare scambiatori di calore, serbatoi di reazione, torri di assorbimento, filtri e altre apparecchiature.

I materiali compositi di grafite naturale e resina polimerica possono essere utilizzati anche nei campi di cui sopra, ma la conduttività termica e la resistenza alla corrosione non sono buone come quelle della grafite artificiale.