Forskjellen mellom naturlig grafitt og kunstig grafitt

Selv om både naturlig og kunstig grafitt hovedsakelig er sammensatt av karbon, skiller de seg betydelig i kilder, struktur, egenskaper og bruksområder.
Nedenfor vil jeg gi en detaljert sammenligning av de to fra flere perspektiver.
Naturlig grafitt: Avledet fra naturlige mineraler, er det dannet naturlig.
Kunstig grafitt: Et grafittmateriale som er kunstig produsert av karbonholdige materialer som petroleumskoks og bekkoks, gjennom en serie varmebehandlinger med høy-temperatur (opptil 3000 grader).
Ved å sammenligne deres kilder og produksjonsprosesser stammer naturlig grafitt fra naturlig grafittmalm og produseres gjennom fysiske metoder som gruvedrift og flotasjon. Kunstig grafitt er primært avledet fra petroleumskoks, nålkoks og bekkoks. Produksjonsprosessen involverer en kompleks prosess som involverer kalsinering, knusing, sliping, elting, forming (ekstrudering, støping, isostatisk pressing), steking, impregnering og grafitisering (et nøkkeltrinn). Denne prosessen kan ta flere måneder.
Struktur og morfologi:
Naturlig grafitt har en høyere grad av krystallinitet, større kornstørrelse og en vanlig lamellstruktur. Det er klassifisert i flakgrafitt (ark-lignende), mikrokrystallinsk grafitt (også kjent som jordaktig grafitt, med fine partikler) og massiv grafitt (sjelden). De viser betydelig anisotropi.
Kunstig grafitt har relativt lav krystallinitet, liten kornstørrelse og en noe uordnet struktur. Dens morfologi bestemmes av prosesseringsmetoden, og kan finnes i bulk, elektroder, isostatisk presset grafitt, grafittpapir/folie osv. Graden av anisotropi kan kontrolleres gjennom prosessering, og er generelt mindre uttalt enn naturlig grafitt, og tenderer mot isotropi.
Ytelsesegenskaper:
Naturlig grafitt kan renses til over 99,9 %, men prosessen er kompleks og kostbar. Den inneholder ofte urenheter som silikater. Den har utmerket smøreevne, og flakgrafitt er et fast smøremiddel av høy-kvalitet. Imidlertid har den lav mekanisk styrke og en myk tekstur. Dens uregelmessige partikkelform kan føre til dårlig jevnhet når den blandes med elektrodematerialer.
Artificial graphite is extremely pure (>99,9%) fordi de fleste urenheter fordampes ved de høye temperaturene ved grafitisering. Den har god smøreevne, men er generelt dårligere enn naturlig flakgrafitt. Den har høyere mekanisk styrke og en tettere struktur på grunn av kalsinering og impregnering. Partikkelformen er kontrollerbar (f.eks. sfæroidisering), noe som resulterer i bedre bearbeidbarhet og kompatibilitet med elektrodematerialer.
Basert på disse egenskapene fokuserer deres applikasjoner på forskjellige aspekter.
Naturlig grafitt brukes først og fremst i anodematerialer, ildfaste materialer og smøremidler. Kunstig grafitt brukes først og fremst i halvledere, solceller og atomreaktormoderatorer på grunn av sin høye renhet og styrke. Den brukes også til fremstilling av mekaniske tetninger, lagre og andre applikasjoner på grunn av sin høye styrke og slitestyrke.
Oppsummert, for applikasjoner som krever lave kostnader og høy kapasitet, kan naturlig grafitt brukes der ytelseskravene ikke er ekstremt krevende.
For applikasjoner som krever høyhastighetskapasitet, lang sykluslevetid, sikkerhet og strukturell styrke, er kunstig grafitt et bedre valg i avanserte-batterier og spesialiserte industrielle applikasjoner.