Het verschil tussen natuurlijk grafiet en kunstmatig grafiet

Hoewel zowel natuurlijk als kunstmatig grafiet voornamelijk uit koolstof bestaat, verschillen ze aanzienlijk wat betreft hun bronnen, structuur, eigenschappen en toepassingen.
Hieronder zal ik een gedetailleerde vergelijking van de twee geven vanuit meerdere perspectieven.
Natuurlijk grafiet: Het is afgeleid van natuurlijke mineralen en wordt op natuurlijke wijze gevormd.
Kunstmatig grafiet: Een grafietmateriaal dat kunstmatig wordt geproduceerd uit koolstofhoudende materialen zoals petroleumcokes en pekcokes, door middel van een reeks hittebehandelingen op hoge -temperatuur (tot 3000 graden).
Als we hun bronnen en productieprocessen vergelijken, is natuurlijk grafiet afkomstig van natuurlijk grafieterts en wordt het geproduceerd via fysieke methoden zoals mijnbouw en flotatie. Kunstmatig grafiet wordt voornamelijk verkregen uit petroleumcokes, naaldcokes en pekcokes. Het productieproces omvat een complex proces dat bestaat uit calcineren, pletten, malen, kneden, vormen (extrusie, gieten, isostatisch persen), roosten, impregneren en grafitiseren (een belangrijke stap). Dit proces kan enkele maanden duren.
Structuur en morfologie:
Natuurlijk grafiet heeft een hogere kristalliniteit, grotere korrelgrootte en een regelmatige lamellaire structuur. Het wordt geclassificeerd in vlokgrafiet (bladachtig-), microkristallijn grafiet (ook bekend als aards grafiet, met fijne deeltjes) en massief grafiet (zeldzaam). Ze vertonen een aanzienlijke anisotropie.
Kunstmatig grafiet heeft een relatief lage kristalliniteit, een kleine korrelgrootte en een enigszins ongeordende structuur. De morfologie ervan wordt bepaald door de verwerkingsmethode en kan worden aangetroffen in bulk, elektroden, isostatisch geperst grafiet, grafietpapier/folie, enz. De mate van anisotropie kan worden gecontroleerd door verwerking, en is over het algemeen minder uitgesproken dan natuurlijk grafiet, en neigt naar isotropie.
Prestatiekenmerken:
Natuurlijk grafiet kan tot meer dan 99,9% worden gezuiverd, maar het proces is complex en kostbaar. Het bevat vaak onzuiverheden zoals silicaten. Het heeft een uitstekend smerend vermogen en grafietschilfers zijn een vast smeermiddel van hoge-kwaliteit. Het heeft echter een lage mechanische sterkte en een zachte textuur. De onregelmatige deeltjesvorm kan leiden tot een slechte uniformiteit bij vermenging met elektrodematerialen.
Artificial graphite is extremely pure (>99,9%) omdat de meeste onzuiverheden vervluchtigen bij de hoge temperaturen van grafitisering. Het heeft een goede smering, maar is over het algemeen inferieur aan natuurlijk vlokgrafiet. Het heeft een hogere mechanische sterkte en een dichtere structuur als gevolg van calcineren en impregneren. De deeltjesvorm is controleerbaar (bijvoorbeeld sferoïdisatie), wat resulteert in een betere verwerkbaarheid en compatibiliteit met elektrodematerialen.
Op basis van deze eigenschappen richten hun toepassingen zich op verschillende aspecten.
Natuurlijk grafiet wordt voornamelijk gebruikt in anodematerialen, vuurvaste materialen en smeermiddelen. Kunstmatig grafiet wordt voornamelijk gebruikt in halfgeleiders, fotovoltaïsche cellen en moderators van kernreactoren vanwege de hoge zuiverheid en sterkte. Het wordt ook gebruikt bij de vervaardiging van mechanische afdichtingen, lagers en andere toepassingen vanwege de hoge sterkte en slijtvastheid.
Samenvattend kan voor toepassingen die lage kosten en een hoge capaciteit vereisen, natuurlijk grafiet worden gebruikt waar de prestatie-eisen niet extreem veeleisend zijn.
Voor toepassingen die hoge capaciteiten, een lange levensduur, veiligheid en structurele sterkte vereisen, is kunstmatig grafiet een betere keuze in hoogwaardige batterijen en gespecialiseerde industriële toepassingen.