石墨分為兩大類: 石墨和人造石墨。六工徐經(jīng)理說, 石墨是采礦開采出來的,人造石墨是人工加工出來的。
廣義上,通過有機(jī)炭化再經(jīng)過石墨化高溫處理得到的石墨材料均可稱為人造石墨,如炭纖維、熱解炭、泡沫石墨等。而狹義上的人造石墨通常指以雜質(zhì)含量較低的炭質(zhì)原料為骨料、煤瀝青等為粘結(jié)劑,經(jīng)過配料、混捏、成型、炭化和石墨化等工序制得的塊狀固體材料,如石墨電極、等靜壓石墨等。
制造人造石墨的方法有很多種,常見的是,以主要原料是粉狀的 好的煅燒石油焦,在其中加瀝青作為粘結(jié)劑,再加入少量其他輔料。各種原材料配合好以后,將其壓制成形,然后在2500~3000℃、非氧化性氣氛中處理,使之石墨化。
六工人造石墨主要特點(diǎn):
晶體結(jié)構(gòu)石墨:晶體發(fā)育較為完善,鱗片石墨的石墨化程度更在98%以上,而 微晶石墨的石墨化程度通常在93%以下。
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。工業(yè)生產(chǎn)的人造石墨,其石墨化程度通常低于90%。
組織結(jié)構(gòu)
鱗片石墨:是一種單晶,組織結(jié)構(gòu)較簡單,僅存在結(jié)晶學(xué)上的缺陷(如點(diǎn)缺陷、位錯(cuò)、層錯(cuò)等),宏觀上表現(xiàn)出各向異性的特征。 微晶石墨的晶粒較小,晶粒之間雜亂排列且存在雜質(zhì)脫除后的孔洞,宏觀上表現(xiàn)出各向同性。
人造石墨:可看作是一種多相材料,包括石油焦或?yàn)r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。
物理形態(tài)
石墨:通常以粉體形態(tài)存在,可單獨(dú)使用,但通常與其它材料復(fù)合后使用。
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。
理化性質(zhì)
在理化性質(zhì)方面, 石墨與人造石墨既有共性,也存在性能上的差異。如 石墨與人造石墨都是熱和電的良導(dǎo)體,但對(duì)于相同純度和粒度的石墨粉體來說, 鱗片石墨的傳熱性能和導(dǎo)電性能較好、 微晶石墨次之,人造石墨較低。石墨具有的較好的潤滑性, 鱗片石墨的晶體發(fā)育較完善,摩擦系數(shù)較小,潤滑性較好,可塑性較高,而致密結(jié)晶狀石墨和隱晶質(zhì)石墨次之,人造石墨較差。
六工人造石墨應(yīng)用領(lǐng)域:
在機(jī)械工業(yè)中,石墨材料通常用作潤滑材料。 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(shí)無需加入潤滑油。
在化學(xué)工業(yè)中,人造石墨具有導(dǎo)熱性好、滲透率低等特點(diǎn)。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。 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。