Область применения природного графита
Графит может быть разделен на природный графит и искусственный графит. Эти две структуры похожи, и их физические и химические свойства похожи, но их использование весьма различно. Во многих исследованиях некоторые исследователи не заметили разницы между ними и обычно называют графитом. Этот результат путаницы привел к большим заблуждениям, даже ошибкам в принятии решений, что привело к большой трате ресурсов и экономическим потерям. В этой статье, с точки зрения состава и характеристик природного графита и искусственного графита, мы поговорим о характеристиках и различиях между ними, а также о важных связях и прогрессе в применении.
1 графит классификация и характеристики
1.1 Натуральный графит
Природный графит образуется в результате превращения богатого углеродом органического вещества под длительным воздействием высокой температуры и высокого давления геологической среды и является кристаллизацией природы. Характеристики процесса природного графита зависят главным образом от его кристаллической формы. Минералы с разными кристаллическими формами имеют разные промышленные значения и применение Существует много типов природного графита. По различным кристаллическим формам природный графит подразделяется на три типа: плотный кристаллический графит, чешуйчатый графит и криптокристаллический графит. Китай в основном имеет два типа графита и криптокристаллического графита.
Натуральный чешуйчатый графит обладает хорошей устойчивостью к высокой температуре, электропроводности, теплопроводности, смазке, пластичности и кислоте и щелочи. По фиксированному содержанию углерода подразделяются на четыре категории: графит высокой чистоты (FC: 99,9% -99,99%), графит с высоким содержанием углерода (FC: 97-99,8%), графит со средним содержанием углерода (FC: 90-96%), графит с низким содержанием углерода (FC) : 70-90%).
Природный чешуйчатый графит имеет температуру плавления выше 3000 ° С и является одним из самых термостойких минералов. Он имеет стабильные химические свойства при нормальной температуре и обладает характеристиками устойчивости к высоким температурам, кислотной и щелочной коррозии и высокой электропроводности, а также может быть использован в качестве огнеупорных материалов, проводящих материалов и износостойких смазочных материалов. Компания Shandong Shuangyu Carbon Co., Ltd. специализируется на производстве и продаже природного чешуйчатого графита, природного графита, расширенного графита и сферического графита.
1.2 Искусственный графит
Искусственный графит похож на поликристаллы в кристаллографии. Существует много видов искусственного графита, и процесс производства широко варьируется. Вообще говоря, все графитовые материалы, полученные карбонизацией органического вещества и высокотемпературной обработкой графитизацией, могут совместно называться искусственным графитом, таким как углеродное (графитовое) волокно, пиролитический углерод (графит), вспененный графит и тому подобное. В узком смысле, искусственный графит обычно относится к углеродистому сырью (нефтяной кокс, пековый кокс и т. Д.) С низким содержанием примесей в качестве связующего, каменноугольного пека и тому подобного в качестве связующего, после компаундирования, замешивания, формования и карбонизации (промышленно называется Объемный твердый материал, полученный таким способом, как кальцинирование и графитизация, такой как графитовый электрод или горячий изостатический графит.
(Синтетический) графитовый порошок, также называемый искусственным графитом, обычно отличается от природного графитового порошка, который получают при обработке графитовых электродов и является его побочным продуктом.Кроме того, порошок нефтяного кокса может быть получен путем прокаливания и графитизации. Порошок искусственного графита обладает высокой чистотой (содержание углерода 98-99,9%), превосходными смазывающими характеристиками и высокой электрической проводимостью, поэтому в большинстве случаев порошок графита используется в качестве рекуператора для улучшения содержания углерода в продукте, например: Для стали, восстановителя, литья тот же самый графитовый порошок также широко используется в противопожарной промышленности. Иногда графитовый порошок также используется в качестве аккумулятора или тормозной накладки.
2 Разница и связь между природным графитом и искусственным графитом
Ввиду вышеупомянутого природного графита, полученного из сырья, которое обычно представляет собой узко определенный искусственный графит, анализируется и обсуждается только различие и связь между природным графитом и узким искусственным графитом.
2.1 Кристаллическая структура
Природный графит: развитие кристаллов относительно завершено, степень графитизации чешуйчатого графита составляет более 98%, а степень графитизации природного микрокристаллического графита обычно ниже 93%.
Искусственный графит: степень развития кристаллов зависит от сырья и температуры термообработки. Как правило, чем выше температура термообработки, тем выше степень графитизации. Искусственный графит, производимый в промышленности, в настоящее время имеет степень графитизации обычно менее 90%.
2.2 Организационная структура
Природный чешуйчатый графит. Это монокристалл с простой структурой и только кристаллографическими дефектами (такими как точечные дефекты, дислокации, дефекты упаковки и т. Д.), Который макроскопически обладает анизотропными характеристиками. Кристаллиты природного микрокристаллического графита малы, кристаллические зерна расположены беспорядочно, а поры после удаления примесей макроскопически изотропны.
Искусственный графит: может рассматриваться как многофазный материал, включая графитовую фазу, трансформированную углеродными частицами, такими как нефтяной кокс или пековый кокс, графитовую фазу, трансформированную связующим из каменноугольной смолы, покрытой вокруг частиц, накоплением частиц или каменноугольной смолой Пора, образованная при термической обработке соединения.
2.3 Физическая форма
Натуральный графит: обычно в форме порошка, может использоваться отдельно, но обычно используется в сочетании с другими материалами.
Искусственный графит: он имеет много форм, как порошкообразных, волокнистых, так и массивных. В узком смысле, искусственный графит обычно имеет форму блока, который должен быть переработан в определенную форму при использовании.
2.4 Физические и химические свойства
С точки зрения физико-химических свойств природный графит и искусственный графит имеют как общие черты, так и различия в рабочих характеристиках. Например, природный графит и искусственный графит являются хорошими проводниками тепла и электричества, но для графитового порошка такой же чистоты и размера частиц, природный чешуйчатый графит обладает лучшими характеристиками теплопередачи и электропроводности, за которым следует природный микрокристаллический графит, искусственный графит. Самый низкий. Графит обладает хорошей смазывающей способностью и определенной пластичностью.Кристаллическое образование природного чешуйчатого графита является идеальным, коэффициент трения мал, смазывающая способность является наилучшей, пластичность является самой высокой, а плотный кристаллический графит и криптокристаллический графит являются вторым, искусственным графитом. бедные.
3 Области применения природного графита и искусственного графита
Графит обладает многими превосходными свойствами и широко используется в таких отраслях промышленности, как металлургия, машиностроение, электротехника, химическая промышленность, текстильная промышленность и оборонная промышленность. Области применения природного графита и искусственного графита имеют перекрывающиеся части и различные места.
3.1 Металлургическая промышленность
В металлургической промышленности природный чешуйчатый графит может быть использован для производства огнеупорных материалов, таких как магнезиальный углеродный кирпич и алюминиевый углеродный кирпич, благодаря его хорошей стойкости к окислению. Искусственный графит может быть использован в качестве сталеплавильного электрода, а электрод, изготовленный из природного графита, трудно использовать в более требовательной сталеплавильной электрической печи.
3.2 Машиностроение
В механической промышленности графитовые материалы обычно используются в качестве износостойких и смазочных материалов. Натуральный чешуйчатый графит обладает хорошей смазывающей способностью и часто используется в качестве присадки к смазочным маслам. Для оборудования, которое транспортирует агрессивные среды, широко используются поршневые кольца, уплотнения и подшипники из искусственного графита, а для работы не требуется смазочное масло. Композиции из природного графита и полимерной смолы также могут быть использованы в указанных выше областях, но стойкость к истиранию не так хороша, как у искусственного графита.
3.3 Химическая промышленность
Искусственный графит обладает характеристиками коррозионной стойкости, хорошей теплопроводностью и низкой проницаемостью, широко используется в химической промышленности для изготовления теплообменников, реакционных резервуаров, абсорбционных колонн, фильтров и другого оборудования. Композиты из природного графита и полимерных смол также могут быть использованы в вышеуказанных областях, но теплопроводность и коррозионная стойкость уступают искусственному графиту.
4 заключение
С непрерывным развитием исследовательских технологий перспективы применения искусственного графита неизмеримы. В настоящее время разработка изделий из искусственного графита с использованием природного графита в качестве сырья является одним из важных способов расширения применения природного графита. Природный графит использовался в качестве вспомогательного сырья для производства искусственного графита, но разработка искусственных графитовых изделий с природным графитом в качестве основного сырья недостаточно изучена. Это лучший способ достичь этой цели путем полного понимания и использования структуры и характеристик природного графита и использования соответствующих процессов, маршрутов и методов для производства изделий из искусственного графита со специальными структурами, свойствами и использованием.
Источник
Графит — свойства, виды, состав и применение
Область применения графита, описание и свойства. Виды природного и искусственного графита — химическая структура, механические и физические характеристики.
Графит (от др.-греч. γράφω — пишу) – это природный материал, относящийся к классу самородных элементов, аллотропная модификация углерода. Он имеет слоистую структуру. Каждый слой кристаллической решетки графита может по-разному располагаться по отношению друг к другу, образуя политипы. Графит находит свое применение в производственной и промышленной деятельности. Графитовые изделия отличаются повышенными эксплуатационными характеристиками. Графит устойчив к химическим и природным воздействиям, он достаточно прочный, хорошо проводит электрический ток, отличается низкой твердостью, относительной мягкостью, после воздействия высоких температур затвердевает. Плотность составляет 2.23 г/см 3 . Графит имеет металлический блеск и темно-серый цвет. Теплопроводность этого минерала достаточно большая, поэтому его используют для изготовления комплектующих деталей электрооборудования.
Структура и состав графита
Структура имеет свои определенные особенности. Атомы углерода ковалентно связаны между собой.
Модификаций природного минерала существует две:
- α-графит (гексагональный). В данной модификации половина атомов каждого из слоев располагается под и над центром шестиугольника.
- β-графит (ромбоэдрический). В этой модификации графита каждый четвертый слой атомов повторяет первый. В природе он в чистом виде не наблюдается. При температуре от 2500 до 3300К ромбоэдрический графит переходит полностью в гексагональный. Природный материал удобно представляется в гексагональных узлах.
Химический состав графита не отличается чистотой. В большом количестве (до 10-20%) присутствует зола, состоящая из разных составляющих (FeO, SiO2, Аl2O3, MgO, Р2О5, CuO, СаО и др.), газы (до 2%) и битумы, иногда вода.
Цвет преобладает железно-черный, доходя до стально-серого. Имеет сильный металловидный блеск; скрытокристаллические агрегаты не блестят, матовые. Показатель преломления графита Nm==l,93-2,07. На ощупь жирный, оставляет след на бумаге и пальцах. Удельный вес графита 2,09-2,23 (меняется исходя от степени дисперсности и присутствия тончайших пор), у шунгита 1,84-1,98. Обладает высокой электропроводностью, что связано с очень плотным расположением атомов в листах.
Графит не плавится, если накаливать в струе кислорода, то сгорает тяжелее в сравнении с алмазом. Улетучивается лишь в пламени вольтовой дуги, не плавясь. В кислотах не растворяется. В смеси с KNO3 порошок при нагревании дает вспышку.
Графит в природе
В природе содержится в гранитах, пирите. Он образуется в магматических и вулканических горных породах, скарнах и пегматитах при высоких температурах, встречается в кварцевых жилах с различными материалами, широко распространен в мраморе, кристаллических сланцах, гнейсах. В результате пиролиза под воздействием на каменноугольные отложения траппов образуются крупные залежи природного минерала.
Источник