Razlika i povezanost prirodnog i umjetnog grafita

S obzirom na to da se umjetni grafit u užem smislu obično priprema iz prirodnog grafita kao sirovine, u ovom se članku samo analizira i raspravlja razlika i veza između prirodnog grafita i umjetnog grafita u užem smislu.

Kristalna struktura

Razvoj kristala prirodnog grafita je relativno potpun, stupanj grafitizacije prirodnog ljuskastog grafita obično je iznad 98 posto, a stupanj grafitizacije prirodnog mikrokristalnog grafita obično je ispod 93 posto.

Stupanj razvoja kristala umjetnog grafita ovisi o sirovini i temperaturi toplinske obrade. Općenito govoreći, što je viša temperatura toplinske obrade, to je veći stupanj grafitizacije. Trenutačno je stupanj grafitizacije umjetnog grafita proizvedenog u industriji obično manji od 90 posto.

Oorganizacijska struktura

Prirodni ljuskasti grafit je monokristal s relativno jednostavnom strukturom, sa samo kristalografskim defektima (točkasti defekti, dislokacije, greške slaganja, itd.), i makroskopski pokazuje anizotropne strukturne karakteristike. Zrnca prirodnog mikrokristalnog grafita su mala, zrna su neuredno raspoređena, a nakon uklanjanja nečistoća postoje pore koje pokazuju izotropne strukturne karakteristike na makroskopskoj razini.

Umjetni grafit može se smatrati vrstom višefaznog materijala, uključujući grafitnu fazu transformiranu česticama koje sadrže ugljik kao što su naftni koks ili asfaltni koks, grafitnu fazu transformiranu vezivom ugljenog smola obloženog oko čestica i pore nastale nakupljanjem čestica ili ugljena smolno vezivo nakon toplinske obrade.

Pfizički oblik

Prirodni grafit obično postoji u obliku praha i može se koristiti sam, ali se obično koristi u kombinaciji s drugim materijalima.

Postoje mnogi oblici umjetnog grafita, uključujući prah, vlakna i blokove, dok je umjetni grafit u užem smislu obično blok, koji se prilikom upotrebe treba preraditi u određeni oblik.

Fizička i kemijska svojstva

Prirodni grafit i umjetni grafit imaju sličnosti, a postoje i razlike u izvedbi. Na primjer, prirodni grafit i umjetni grafit su dobri vodiči topline i elektriciteta, ali za istu čistoću i veličinu čestica grafitnog praha, učinak prijenosa topline i vodljivost prirodnog grafita u obliku pahuljica je najbolji, prirodna mikrokristalna kamena tinta je druga, a umjetni grafit najmanji.

Grafit ima dobru mazivost i određenu plastičnost, razvoj kristala prirodnog grafita je savršeniji, koeficijent trenja je mali, najbolja mazivost, najveća plastičnost, a gusti kristalni grafit i kriptokristalni grafit, umjetni grafit je loš.

Polje primjene

Grafit ima mnoga izvrsna svojstva, pa se naširoko koristi u metalurgiji, strojevima, elektrotehnici, kemiji, tekstilu, nacionalnoj obrani i drugim industrijskim sektorima. Područja primjene prirodnog i umjetnog grafita preklapaju se i razlikuju.

U metalurškoj industriji prirodni ljuskasti grafit može se koristiti za proizvodnju vatrostalnih materijala kao što su magnezijsko-ugljične opeke i aluminij-ugljične opeke zbog svoje dobre otpornosti na oksidaciju.

Umjetni grafit se može koristiti kao elektroda za proizvodnju čelika, dok je elektrode izrađene od prirodnog grafita teško koristiti u električnim pećima za proizvodnju čelika s teškim uvjetima rada.

U industriji strojeva grafitni materijali se obično koriste kao materijali otporni na habanje i podmazivanje. Prirodni grafit ima dobru mazivost i često se koristi kao dodatak uljima za podmazivanje.

Oprema za prijenos korozivnih medija naširoko koristi klipne prstenove, brtvene prstene i ležajeve izrađene od umjetnog grafita i ne treba dodavati ulje za podmazivanje tijekom rada.

Kompozitni materijali od prirodnog grafita i polimerne smole također se mogu koristiti u gore navedenim područjima, ali otpornost na trošenje nije tako dobra kao kod umjetnog grafita.

Umjetni grafit ima karakteristike otpornosti na koroziju, dobru toplinsku vodljivost i nisku propusnost. Naširoko se koristi u kemijskoj industriji za izradu izmjenjivača topline, reakcijskih spremnika, apsorpcijskih tornjeva, filtara i druge opreme.

Kompozitni materijali od prirodnog grafita i polimerne smole također se mogu koristiti u gore navedenim područjima, ali toplinska vodljivost i otpornost na koroziju nisu tako dobri kao kod umjetnog grafita.