人造石墨:晶体发育程度取决于原材料及热处理温度。一般来说,热处理温度越高,其石墨化程度也就越高。目前工业生产的人造石墨,其石墨化程度通常低于90%。
人造石墨:可看作是一种多相材料,包括石油焦或沥青焦等炭质颗粒转化的石墨相、包覆在颗粒周围的煤沥青粘结剂转化的石墨相、颗粒堆积或煤沥青粘结剂经热处理后形成的气孔等。
人造石墨:形态较多,既有粉状,也有纤维状和块状,而狭义的人造石墨通常为块状,使用时需要加工成一定形状。
石墨可分为天然石墨与人造石墨,二者结构相近,物理化学性质相似,但用途却有着较大差别。众多研究中,某些研究者没有注意到两者的区别而笼统地称之为石墨。这种将二者混为一谈的结果造成了很多的误导,甚至是决策的错误,带来很大的资源浪费和经济损失。本文就从天然石墨与人造石墨结构组成、性能的角度出发,谈谈两者的特点与区别,以及重要联系与应用进展。
石墨具有许多优良的性质,因而在冶金、机械、电气、化工、纺织、等工业部门获得广泛应用。天然石墨与人造石墨的应用领域既有相互重叠的部分,也有不相同的地方。
在机械工业中,石墨材料通常用作耐磨和润滑材料。天然鳞片石墨的润滑性较好,常用作润滑油的添加剂。输送腐蚀介质的设备,广泛采用人造石墨制成的活塞环、密封圈和轴承,工作时无需加入润滑油。天然石墨与高分子树脂复合材料也可用于上述领域,但耐磨性不如人造石墨。
人造石墨具有耐腐蚀、导热性好、渗透率低等特点,在化学工业中广泛用于制作热交换器、反应槽、吸收塔、过滤器等设备。天然石墨与高分子树脂复合材料也可用于上述领域,但导热性、耐腐蚀性不如人造石墨。
随着研究技术的不断发展,人造石墨应用前景不可估量。就目前来看,以天然石墨为原料开发人造石墨制品不失为拓展天然石墨应用领域的重要途径之一。天然石墨作为辅助原料早已用于部分人造石墨生产,但以天然石墨为主要原料开发人造石墨制品则研究不够。充分认识和利用天然石墨的结构与特性,采用合适的工艺、路线和方法,生产具有特殊结构、性能和用途的人造石墨制品,是实现这一目标的佳方式。
石墨烯与人工石墨片相比,原材料可以全部实现国产化,不再需要进口,与此同时,石墨烯的导热性能更佳且厚度可定制。如单层的石墨烯导热膜和多层人工石墨片的导热性能就差不多,但成本更低且还有提升空间。