人造石墨:晶體發(fā)育程度取決于原材料及熱處理溫度。一般來說,熱處理溫度越高,其石墨化程度也就越高。目前工業(yè)生產(chǎn)的人造石墨,其石墨化程度通常低于90%。
人造石墨:可看作是一種多相材料,包括石油焦或瀝青焦等炭質(zhì)顆粒轉(zhuǎn)化的石墨相、包覆在顆粒周圍的煤瀝青粘結(jié)劑轉(zhuǎn)化的石墨相、顆粒堆積或煤瀝青粘結(jié)劑經(jīng)熱處理后形成的氣孔等。
人造石墨:形態(tài)較多,既有粉狀,也有纖維狀和塊狀,而狹義的人造石墨通常為塊狀,使用時需要加工成一定形狀。
石墨可分為天然石墨與人造石墨,二者結(jié)構(gòu)相近,物理化學(xué)性質(zhì)相似,但用途卻有著較大差別。眾多研究中,某些研究者沒有注意到兩者的區(qū)別而籠統(tǒng)地稱之為石墨。這種將二者混為一談的結(jié)果造成了很多的誤導(dǎo),甚至是決策的錯誤,帶來很大的資源浪費和經(jīng)濟(jì)損失。本文就從天然石墨與人造石墨結(jié)構(gòu)組成、性能的角度出發(fā),談?wù)剝烧叩奶攸c與區(qū)別,以及重要聯(lián)系與應(yīng)用進(jìn)展。
石墨具有許多優(yōu)良的性質(zhì),因而在冶金、機(jī)械、電氣、化工、紡織、等工業(yè)部門獲得廣泛應(yīng)用。天然石墨與人造石墨的應(yīng)用領(lǐng)域既有相互重疊的部分,也有不相同的地方。
在機(jī)械工業(yè)中,石墨材料通常用作耐磨和潤滑材料。天然鱗片石墨的潤滑性較好,常用作潤滑油的添加劑。輸送腐蝕介質(zhì)的設(shè)備,廣泛采用人造石墨制成的活塞環(huán)、密封圈和軸承,工作時無需加入潤滑油。天然石墨與高分子樹脂復(fù)合材料也可用于上述領(lǐng)域,但耐磨性不如人造石墨。
人造石墨具有耐腐蝕、導(dǎo)熱性好、滲透率低等特點,在化學(xué)工業(yè)中廣泛用于制作熱交換器、反應(yīng)槽、吸收塔、過濾器等設(shè)備。天然石墨與高分子樹脂復(fù)合材料也可用于上述領(lǐng)域,但導(dǎo)熱性、耐腐蝕性不如人造石墨。
隨著研究技術(shù)的不斷發(fā)展,人造石墨應(yīng)用前景不可估量。就目前來看,以天然石墨為原料開發(fā)人造石墨制品不失為拓展天然石墨應(yīng)用領(lǐng)域的重要途徑之一。天然石墨作為輔助原料早已用于部分人造石墨生產(chǎn),但以天然石墨為主要原料開發(fā)人造石墨制品則研究不夠。充分認(rèn)識和利用天然石墨的結(jié)構(gòu)與特性,采用合適的工藝、路線和方法,生產(chǎn)具有特殊結(jié)構(gòu)、性能和用途的人造石墨制品,是實現(xiàn)這一目標(biāo)的佳方式。
石墨烯與人工石墨片相比,原材料可以全部實現(xiàn)國產(chǎn)化,不再需要進(jìn)口,與此同時,石墨烯的導(dǎo)熱性能更佳且厚度可定制。如單層的石墨烯導(dǎo)熱膜和多層人工石墨片的導(dǎo)熱性能就差不多,但成本更低且還有提升空間。