Rozdiel medzi prírodným grafitom a umelým grafitom

Aj keď prírodný aj umelý grafit pozostáva predovšetkým z uhlíka, výrazne sa líšia svojimi zdrojmi, štruktúrou, vlastnosťami a aplikáciami.
Nižšie uvediem podrobné porovnanie oboch z viacerých uhlov pohľadu.
Prírodný grafit: Získava sa z prírodných minerálov, vzniká prirodzene.
Umelý grafit: Grafitový materiál umelo vyrobený z uhlíkatých materiálov, ako je ropný koks a smolný koks, prostredníctvom série vysokoteplotných{0}}tepelných spracovaní (až do 3 000 stupňov ).
Pri porovnaní ich zdrojov a výrobných procesov, prírodný grafit pochádza z prírodnej grafitovej rudy a vyrába sa fyzikálnymi metódami, ako je ťažba a flotácia. Umelý grafit sa primárne získava z ropného koksu, ihlového koksu a smolného koksu. Výrobný proces zahŕňa komplexný proces zahŕňajúci kalcináciu, drvenie, mletie, miesenie, tvarovanie (extrúzia, lisovanie, izostatické lisovanie), praženie, impregnáciu a grafitizáciu (kľúčový krok). Tento proces môže trvať niekoľko mesiacov.
Štruktúra a morfológia:
Prírodný grafit má vyšší stupeň kryštalinity, väčšiu zrnitosť a pravidelnú lamelárnu štruktúru. Rozdeľuje sa na vločkový grafit (plochý -), mikrokryštalický grafit (známy aj ako zemitý grafit s jemnými časticami) a masívny grafit (zriedkavý). Vykazujú výraznú anizotropiu.
Umelý grafit má relatívne nízku kryštalinitu, malú veľkosť zŕn a trochu neusporiadanú štruktúru. Jeho morfológia je určená metódou spracovania a možno ho nájsť v objeme, elektródach, izostaticky lisovanom grafite, grafitovom papieri/fólii atď. Stupeň anizotropie možno kontrolovať spracovaním a je vo všeobecnosti menej výrazný ako prírodný grafit a má tendenciu k izotropii.
Výkonnostné charakteristiky:
Prírodný grafit je možné vyčistiť na viac ako 99,9 %, ale proces je zložitý a nákladný. Často obsahuje nečistoty, ako sú silikáty. Má vynikajúcu mazivosť a vločkový grafit je-kvalitné tuhé mazivo. Má však nízku mechanickú pevnosť a mäkkú textúru. Jeho nepravidelný tvar častíc môže viesť k zlej rovnomernosti pri zmiešaní s materiálmi elektród.
Artificial graphite is extremely pure (>99,9%), pretože väčšina nečistôt sa vyparí pri vysokých teplotách grafitizácie. Má dobrú klzkosť, ale vo všeobecnosti je horšia ako prírodný vločkový grafit. Má vyššiu mechanickú pevnosť a hustejšiu štruktúru vďaka kalcinácii a impregnácii. Jeho tvar častíc je kontrolovateľný (napr. sféroidizácia), výsledkom čoho je lepšia spracovateľnosť a kompatibilita s materiálmi elektród.
Na základe týchto vlastností sa ich aplikácie zameriavajú na rôzne aspekty.
Prírodný grafit sa primárne používa v anódových materiáloch, žiaruvzdorných materiáloch a mazivách. Umelý grafit sa primárne používa v polovodičoch, fotovoltaike a moderátoroch jadrových reaktorov vďaka svojej vysokej čistote a pevnosti. Používa sa tiež pri výrobe mechanických upchávok, ložísk a iných aplikácií vďaka svojej vysokej pevnosti a odolnosti proti opotrebovaniu.
Stručne povedané, pre aplikácie vyžadujúce nízke náklady a vysokú kapacitu možno prírodný grafit použiť tam, kde nie sú extrémne náročné požiadavky na výkon.
Pre aplikácie vyžadujúce vysokú rýchlosť, dlhú životnosť, bezpečnosť a štrukturálnu pevnosť je umelý grafit lepšou voľbou v špičkových{0}}batériách a špecializovaných priemyselných aplikáciách.