تفاوت بین گرافیت طبیعی و گرافیت مصنوعی

اگرچه گرافیت طبیعی و مصنوعی اساساً از کربن تشکیل شده‌اند، اما در منابع، ساختار، خواص و کاربردهایشان تفاوت‌های چشمگیری دارند.
در زیر، مقایسه مفصلی از این دو از منظرهای متعدد ارائه خواهم کرد.
گرافیت طبیعی: به دست آمده از مواد معدنی طبیعی، به طور طبیعی تشکیل می شود.
گرافیت مصنوعی: یک ماده گرافیتی که به طور مصنوعی از مواد کربنی مانند کک نفتی و کک زمینی، از طریق یک سری عملیات حرارتی با دمای بالا (تا 3000 درجه) تولید می‌شود.
با مقایسه منابع و فرآیندهای تولید، گرافیت طبیعی از سنگ معدن گرافیت طبیعی سرچشمه می گیرد و از طریق روش های فیزیکی مانند استخراج و شناورسازی تولید می شود. گرافیت مصنوعی عمدتاً از کک نفتی، کک سوزنی و کک زمینی به دست می‌آید. فرآیند تولید شامل فرآیند پیچیده‌ای است که شامل کلسینه کردن، خرد کردن، آسیاب کردن، ورز دادن، شکل‌دهی (اکستروژن، قالب‌گیری، پرس ایزواستاتیک)، برشته کردن، آغشته‌سازی و گرافیت‌سازی (یک مرحله کلیدی) است. این روند می تواند چندین ماه طول بکشد.
ساختار و مورفولوژی:
گرافیت طبیعی دارای درجه بلورینگی بالاتر، اندازه دانه بزرگتر و ساختار لایه ای منظم است. این به گرافیت پولکی (شبیه-)، گرافیت میکروکریستالی (همچنین به عنوان گرافیت خاکی، با ذرات ریز شناخته می‌شود) و گرافیت عظیم (نادر) طبقه‌بندی می‌شود. آنها ناهمسانگردی قابل توجهی را نشان می دهند.
گرافیت مصنوعی دارای بلورینگی نسبتاً کم، دانه بندی کوچک و ساختار تا حدی نامنظم است. مورفولوژی آن با روش پردازش تعیین می‌شود و می‌توان آن را در توده‌ها، الکترودها، گرافیت فشرده شده به صورت ایزواستاتیک، کاغذ/فیل گرافیتی، و غیره یافت. درجه ناهمسانگردی را می‌توان از طریق پردازش کنترل کرد، و به طور کلی نسبت به گرافیت طبیعی کمتر مشخص است و به سمت همسانگردی گرایش دارد.
ویژگی های عملکرد:
گرافیت طبیعی را می توان تا بیش از 99.9٪ خالص کرد، اما این فرآیند پیچیده و پرهزینه است. اغلب حاوی ناخالصی هایی مانند سیلیکات است. روانکاری عالی دارد و گرافیت پولکی یک روان کننده جامد با کیفیت بالا-است. با این حال، استحکام مکانیکی پایین و بافت نرمی دارد. شکل ذرات نامنظم آن می تواند منجر به یکنواختی ضعیف در هنگام مخلوط شدن با مواد الکترود شود.
Artificial graphite is extremely pure (>99.9٪، زیرا اکثر ناخالصی ها در دماهای بالای گرافیتی شدن تبخیر می شوند. روان کنندگی خوبی دارد، اما به طور کلی از گرافیت پوسته پوسته طبیعی پایین تر است. استحکام مکانیکی بالاتر و ساختار متراکم تری به دلیل کلسینه شدن و اشباع شدن دارد. شکل ذرات آن قابل کنترل است (به عنوان مثال، کروی شدن)، که منجر به پردازش پذیری و سازگاری بهتر با مواد الکترود می شود.
بر اساس این ویژگی ها، کاربردهای آنها بر جنبه های مختلف تمرکز دارد.
گرافیت طبیعی در درجه اول در مواد آند، مواد نسوز و روان کننده ها استفاده می شود. گرافیت مصنوعی به دلیل خلوص و استحکام بالا عمدتاً در نیمه هادی ها، فتوولتائیک ها و تعدیل کننده های راکتورهای هسته ای استفاده می شود. همچنین به دلیل استحکام بالا و مقاومت در برابر سایش در ساخت مهر و موم های مکانیکی، یاتاقان ها و سایر کاربردها استفاده می شود.
به طور خلاصه، برای کاربردهایی که به هزینه کم و ظرفیت بالا نیاز دارند، می توان از گرافیت طبیعی در مواردی که الزامات عملکرد بسیار سخت نیست استفاده کرد.
برای کاربردهایی که به قابلیت سرعت بالا، عمر چرخه طولانی، ایمنی و استحکام ساختاری نیاز دارند، گرافیت مصنوعی در باتری‌های{0}بالا و کاربردهای صنعتی تخصصی انتخاب بهتری است.