人工石墨片在合成時的雜質(zhì)較少且密度要天然石墨片。人工合成石墨導(dǎo)熱系數(shù)是700~1500w,而天然石墨導(dǎo)熱系數(shù)只有300~700w。
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。
人造石墨類似于結(jié)晶學(xué)中的多晶體。人造石墨種類繁多,生產(chǎn)工藝千差萬別。廣義上來說,一切通過有機物炭化再經(jīng)石墨化高溫處理后得到的石墨材料均可統(tǒng)稱為人造石墨,如炭(石墨)纖維、熱解炭(石墨)、泡沫石墨等。而狹義上的人造石墨通常是指以雜質(zhì)含量較低的炭質(zhì)原料(石油焦、瀝青焦等)為骨料、煤瀝青等為粘結(jié)劑,經(jīng)過配料、混捏、成型、炭化(工業(yè)上稱為焙燒)和石墨化等工序制得的塊狀固體材料,如石墨電極、熱等靜壓石墨等。
石墨具有許多優(yōu)良的性質(zhì),因而在冶金、機械、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。
在冶金工業(yè)中,天然鱗片石墨因抗氧化性較好可用于生產(chǎn)鎂碳磚和鋁碳磚等耐火材料。人造石墨可以作為煉鋼電極,而天然石墨制成的電極就難以用于使用條件較苛刻的煉鋼電爐。
在機械工業(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。
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。