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天然石墨与人造石墨的区别
关键词:防腐碳砖
发布时间:
2025-05-30 14:53
来源:
石墨可分为天然石墨与人造石墨,二者结构相近,物理化学性质相似,但用途却有着较大差别。
石墨分类与特点:
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作用下转变形成的,是大自然的结晶。天然石墨的工艺特性主要取决于它的结晶形态。结晶形态不同的矿物,具有不同的工业价值和用途。天然石墨的种类较多,根据结晶形态不同,工业上将天然石墨分为致密结晶状石墨、鳞片石墨和隐晶质石墨三类。我国主要有鳞片石墨和隐晶质石墨两大类。
人造石墨
人造石墨类似于结晶学中的多晶体。人造石墨种类繁多,生产工艺千差万别。广义上来说,一切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统称为人造石墨,如炭(石墨)纤维、热解炭(石墨)、泡沫石墨等。而狭义上的人造石墨通常是指以杂质含量较低的炭质原料(石油焦、沥青焦等)为骨料、煤沥青等为粘结剂,经过配料、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。
天然石墨与人造石墨的区别与联系
鉴于以天然石墨为原料制备出来的通常是狭义的人造石墨,因此本文仅分析和讨论天然石墨与狭义上的人造石墨的区别与联系。
理化性质
天然石墨与人造石墨既有共性,也存在性能上的差异。如天然石墨与人造石墨都是热和电的良导体,但对于相同纯度和粒度的石墨粉体来说,天然鳞片石墨的传热性能和导电性能最好、天然微晶石墨次之,人造石墨最低。
石墨具有的较好的润滑性和一定的可塑性,天然鳞片石墨的晶体发育较完善,摩擦系数较小,润滑性最好,可塑性最高,而致密结晶状石墨和隐晶质石墨次之,人造石墨较差。
应用领域
石墨具有许多优良的性质,因而在冶金、机械、电气、化工、纺织、国防等工业部门获得广泛应用。天然石墨与人造石墨的应用领域既有相互重叠的部分,也有不相同的地方。
在冶金工业中,天然鳞片石墨因抗氧化性较好可用于生产镁碳砖和铝碳砖等耐火材料。
人造石墨可以作炼钢电极,而天然石墨制成的电极就难以用于使用条件较苛刻的炼钢电炉。
在机械工业中,石墨材料通常用作耐磨和润滑材料。天然鳞片石墨的润滑性较好,常用作润滑油的添加剂。
输送腐蚀介质的设备,广泛采用人造石墨制成的活塞环、密封圈和轴承,工作时无需加入润滑油。
天然石墨与高分子树脂复合材料也可用于上述领域,但耐磨性不如人造石墨。
人造石墨具有耐腐蚀、导热性好、渗透率低等特点,在化学工业中广泛用于制作热交换器、反应槽、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、耐腐蚀性不如人造石墨。
以天然石墨为原料开发人造石墨
实际上,借鉴人造石墨的制备工艺开发石墨新产品,在人造石墨行业早已不是新鲜话题。以天然石墨作主要原材料或辅助原料按人造石墨生产工艺制备的炭石墨制品已很多,有的甚至已形成较大的产业。
锌锰电池炭棒:以天然微晶石墨和煤沥青为主要原料,经混捏、挤压成型、焙烧、机加工、浸蜡等工序生产的锌锰电池(俗称干电池)炭棒。
主要利用天然微晶石墨的高导电性和价格低廉的特点,对灰分含量要求不高,但对铁、硫等杂质含量的要求较严格。
天然石墨电刷 :以天然鳞片石墨和煤沥青为主要原料,经混捏、轧片、磨粉、模压成型、焙烧(必要时还需石墨化处 理)、机加工等工序生产的电机电刷。
主要利用天然鳞片石墨的高导电性和高取向性的特点,要求铁、硫等杂质含量较 低且灰分含量不高于2%,机加工时要注意鳞片石墨的取向。
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