Natūralaus grafito ir dirbtinio grafito skirtumas ir ryšys

(Natūralaus grafito ir dirbtinio grafito skirtumas ir ryšys)

Grafitas gali būti skirstomas į natūralų grafitą ir dirbtinį grafitą. Abi struktūros yra panašios, o jų fizinės ir cheminės savybės yra identiškos, tačiau jų naudojimas yra gana skirtingas. Daugelyje tyrimų kai kurie tyrėjai nepastebėjo skirtumo tarp šių dviejų ir paprastai vadinami grafitu. Toks abiejų supainiojimo rezultatas sukėlė daug klaidinimo, net ir sprendimų priėmimo klaidų, dėl kurių buvo švaistomi dideli ištekliai ir ekonominiai nuostoliai. Šiame darbe natūralaus grafito ir dirbtinio grafito sudėties ir savybių požiūriu kalbėsime apie jų savybes ir skirtumus, taip pat apie esmines jų sąsajas ir panaudojimo kryptis.

1. Grafito klasifikacija ir charakteristikos:

1.1 natūralus grafitas

Natūralus grafitas susidaro transformuojant daug anglies turinčių organinių medžiagų, ilgai veikiant aukštai temperatūrai ir aukšto slėgio geologinei aplinkai, ir yra gamtos kristalizacija. Natūralaus grafito proceso charakteristikos daugiausia priklauso nuo jo kristalinės formos. Skirtingų kristalų formų mineralai turi skirtingą pramoninę vertę ir naudojimą. Yra daug natūralaus grafito rūšių. Pagal įvairias kristalų formas natūralus grafitas skirstomas į tris tipus: tankų kristalinį grafitą, dribsnių grafitą ir kriptokristalinį grafitą. Kinijoje daugiausia yra dviejų rūšių skalės grafitas ir kriptokristalinis grafitas.

1.2 dirbtinis grafitas

Dirbtinis grafitas kristalografijoje panašus į polikristalus. Yra daug sintetinio grafito rūšių, o gamybos procesas labai skiriasi. Visos grafito medžiagos, gautos karbonizuojant organines medžiagas ir apdorojant aukštoje temperatūroje grafitinimo būdu, gali būti bendrai vadinamos dirbtiniu grafitu, pavyzdžiui, anglies (grafito) pluoštu, pirolizine anglimi (grafitu), putplasčiu grafitu ir panašiai. Siaurąja prasme dirbtinis grafitas paprastai reiškia anglies turinčias žaliavas (naftos koksą, pikio koksą ir kt.), turinčias mažai priemaišų kaip rišiklio, o akmens anglių deguto pikį ir pan. Tūrinė kieta medžiaga, gauta naudojant tokius procesus kaip deginimas ir grafitinimas, pvz., grafito elektrodas arba karštas izostatikas grafitas.

2. Natūralaus grafito ir dirbtinio grafito skirtumas ir ryšys

Atsižvelgiant į pirmiau minėtą natūralų grafitą kaip žaliavą, kuri paprastai yra siaurai apibrėžtas dirbtinis grafitas, šiame darbe tik analizuojamas ir aptariamas skirtumas ir ryšys tarp natūralaus grafito ir smulkaus dirbtinio grafito.

2.1 kristalų struktūra

Natūralus grafitas: kristalų išsivystymas yra gana baigtas, dribsnių grafito grafitizacijos laipsnis yra didesnis nei 98%, o natūralaus mikrokristalinio grafito grafitizacijos laipsnis paprastai yra mažesnis nei 93%.

Dirbtinis grafitas: kristalų išsivystymo laipsnis priklauso nuo žaliavų ir terminio apdorojimo temperatūros. Apskritai, kuo aukštesnė terminio apdorojimo temperatūra, tuo didesnis grafitizacijos laipsnis. Šiuo metu pramonėje gaminamo dirbtinio grafito grafitizacijos laipsnis paprastai yra mažesnis nei 90%.

2.2 Organizacinė struktūra

Natūralus dribsnių grafitas: tai paprastas kristalas, turintis tik kristalografinius defektus (tokius kaip taškiniai defektai, išnirimai, sudėjimo defektai ir kt.), makroskopiškai pasižymi anizotropinėmis savybėmis. Natūralaus mikrokristalinio grafito kristalitai smulkūs, kristalų grūdeliai išsidėstę netvarkingai, o poros pašalinus priemaišas yra makroskopiškai izotropinės.

Dirbtinis grafitas: gali būti laikomas daugiafaze medžiaga, įskaitant grafito fazę, transformuotą anglies dalelėmis, tokiomis kaip naftos koksas arba pikio koksas, grafito fazę, paverstą aplink daleles padengtu akmens anglių deguto rišikliu, dalelių kaupimąsi arba akmens anglių deguto pikį. sankryžos terminis apdorojimas.

2.3 Fizinė forma

Natūralus grafitas: dažniausiai miltelių pavidalo, gali būti naudojamas vienas, bet dažniausiai naudojamas kartu su kitomis medžiagomis.

Dirbtinis grafitas: jis turi daugybę formų: miltelių, pluoštinių ir masyvių. Siaurąja prasme dirbtinis grafitas dažniausiai yra bloko pavidalo, kurį naudojant reikia apdoroti tam tikra forma.

2.4 fizinės ir cheminės savybės

Kalbant apie fizines ir chemines savybes, natūralus grafitas ir dirbtinis grafitas turi bendrų bruožų ir veikimo skirtumų. Pavyzdžiui, natūralus grafitas ir dirbtinis grafitas yra geri šilumos ir elektros laidininkai. Tačiau tokio paties grynumo ir tokio paties dydžio grafito milteliams geriausias šilumos perdavimo charakteristikas ir elektrinis laidumas pasižymi natūralaus dribsnio grafito, po kurio seka natūralus mikrokristalinis grafitas ir dirbtinis grafitas. Žemiausias. Grafitas turi puikų tepimą ir tam tikrą plastiškumą. Natūralaus dribsnio grafito kristalų išsivystymas yra tobulas, trinties koeficientas mažas, tepimas geriausias, plastiškumas didžiausias, o tankus kristalinis grafitas ir kriptokristalinis grafitas yra dirbtinis grafitas. Vargšas.

3. Natūralaus grafito ir dirbtinio grafito panaudojimo sritys

Grafitas turi daug puikių savybių ir yra plačiai naudojamas pramonės sektoriuose, tokiuose kaip metalurgija, mašinos, elektros, chemijos, tekstilės ir gynybos. Natūralaus grafito ir dirbtinio grafito panaudojimo sritys turi persidengiančias dalis ir skirtingas vietas.

3.1 Metalurgijos pramonė

Metalurgijos pramonėje natūralus dribsnių grafitas gali būti naudojamas ugniai atsparioms medžiagoms, tokioms kaip magnezijos anglies plytos ir aliuminio anglies plytos, gaminti dėl puikaus atsparumo oksidacijai. Dirbtinis grafitas gali būti naudojamas kaip plieno gamybos elektrodas, o iš natūralaus grafito pagamintą elektrodą sudėtinga naudoti reiklesnėje plieno gamybos elektrinėje krosnyje.

3.2 Mašinų pramonė

Mechaninėje pramonėje grafito medžiagos dažniausiai naudojamos kaip dilimo ir tepimo medžiagos. Natūralus dribsnių grafitas pasižymi puikiu tepimu ir dažnai naudojamas kaip tepalinių alyvų priedas. Įrangai, kuri veža korozinę terpę, plačiai naudojami stūmoklių žiedai, sandarikliai, guoliai iš dirbtinio grafito, o darbui nereikia tepimo alyvos. Minėtuose laukuose taip pat galima naudoti natūralaus grafito ir polimerinės dervos kompozitus, tačiau atsparumas dilimui nėra toks puikus kaip dirbtinio grafito.

3.3 Chemijos pramonė

Dirbtinis grafitas pasižymi atsparumu korozijai, geru šilumos laidumu ir mažu pralaidumu. Jis plačiai naudojamas chemijos pramonėje šilumokaičiams, reakcijos rezervuarams, absorbciniams bokštams, filtrams ir kitai įrangai gaminti. Natūralaus grafito ir polimerinės dervos kompozitai taip pat gali būti naudojami aukščiau nurodytose srityse, tačiau šilumos laidumas ir atsparumas korozijai yra prastesni nei dirbtinis grafitas.

4. Išvada

Nuolat tobulėjant mokslinių tyrimų technologijoms, dirbtinio grafito taikymo perspektyva yra neišmatuojama. Šiuo metu dirbtinio grafito gaminių, naudojant natūralų grafitą kaip žaliavą, kūrimas yra vienas iš svarbiausių būdų plėsti natūralaus grafito pritaikymą. Natūralus grafitas buvo naudojamas kaip pagalbinė žaliava kai kuriai dirbtinio grafito gamybai. Tačiau dirbtinio grafito gaminių, kurių pagrindinė žaliava yra natūralus grafitas, kūrimas nėra pakankamai atliktas tyrimas. Tai geriausias būdas pasiekti šį tikslą visiškai suprantant ir panaudojant natūralaus grafito struktūrą ir savybes bei naudojant tinkamus procesus, būdus ir metodus gaminant dirbtinio grafito gaminius su unikalia struktūra, savybėmis ir panaudojimu.

(Natūralaus grafito ir dirbtinio grafito skirtumas ir ryšys)