天然石（shí）墨與人造石墨的區別和關係

天然石墨與人造石墨的區別（bié）和（hé）關（guān）係
石墨可（kě）分為天然石墨與人造石墨，二者結構相近，物理（lǐ）化（huà）學性質相似，但用途卻有著較大差別。眾多研究中，某些研究者沒有注意到兩者的區別而籠統地稱之為石墨。這種將二者（zhě）混為一談的結果造成了很多的誤導，甚至是決策的錯誤，帶來很大的資源浪費和（hé）經濟損失。本文就從天然石墨與人造石墨結構組成、性能的角度出發，談談兩者的特點與區別，以及重要聯係與（yǔ）應（yīng）用進展。

1石（shí）墨（mò）分類與特點

1.1 天（tiān）然石墨

天然石墨是富碳有機物在高溫高壓（yā）地質環境長期作用下轉變形成的，是大自然的結晶。天然石墨的工藝特性主要取決（jué）於它的結晶形態。結晶形（xíng）態不同的礦物，具有不同的工業價值（zhí）和用（yòng）途。天然石墨（mò）的種類較多，根據結晶形態不同，工業上將天然石墨分為致密結晶狀石墨、鱗片（piàn）石墨和隱晶質石墨三類。我國主要有鱗（lín）片石（shí）墨和隱晶質石墨兩大類。

1.2 人造石墨

人造石墨類似於結晶學中的多晶體。人造石墨種類繁多，生（shēng）產工（gōng）藝千差萬別。廣義上來說，一切通過（guò）有機物炭（tàn）化再經石墨化高溫處理（lǐ）後得到（dào）的石墨材料均可統（tǒng）稱為人造（zào）石墨，如炭（石墨）纖維、熱解炭（石墨）、泡沫（mò）石（shí）墨等。而狹義上的（de）人造石墨通（tōng）常是指以雜質含量較低的（de）炭質原料（石油焦、瀝青焦等）為骨料、煤瀝青等為粘結劑，經（jīng）過配料、混捏（niē）、成型、炭化（工業（yè）上稱為（wéi）焙燒）和石墨化等（děng）工序製得的塊狀固體材料，如石墨電極、熱等靜壓石（shí）墨等。

2天然石墨與人造石墨的區別（bié）和聯係

鑒於以上天然石墨為原料製備出來（lái）的通（tōng）常是狹義的人造石墨，現（xiàn）僅分析和討論天（tiān）然石墨與狹義人造（zào）石墨的區別與聯（lián）係。

2.1 晶體結構

天然石墨：晶體發育較為完善，鱗片石墨的石墨化程度更在98%以上，而天然微晶石墨的石墨化程度通常在93%以下。

人造石墨：晶體發育程度取決於原材料及熱處理溫度。一般來說，熱處理溫度越高，其石墨（mò）化程度也就越高。目前工業生產的人造石墨，其石墨（mò）化（huà）程度通常（cháng）低於（yú）90%。

2.2 組織結構

天然鱗片石墨（mò）：是一種單晶，組織結構較簡單，僅存在結晶學（xué）上（shàng）的缺陷（如點缺陷、位（wèi）錯、層錯等），宏觀上表現出各向異性的特征。天然微晶石墨的晶粒較小，晶粒之（zhī）間雜亂排列且存在雜質脫除後的孔洞，宏觀上表現出各向（xiàng）同性（xìng）。

人造石墨：可看作是一種多（duō）相材料（liào），包括石油焦或瀝青焦等炭質顆粒（lì）轉化的石墨相、包覆在顆粒周圍的煤瀝青粘（zhān）結劑轉化的石墨相、顆粒堆積或煤瀝青粘結劑經熱（rè）處（chù）理後形成的氣孔等。

2.3 物理形態

天然石墨：通常以粉（fěn）體形態存在，可單獨使用，但通常（cháng）與其它材料複合後使用。

人造（zào）石墨：形態較多，既有粉狀，也有纖（xiān）維（wéi）狀和塊狀，而狹義的人造石墨通（tōng）常為塊狀，使用時需要加工成（chéng）一定（dìng）形狀。

2.4 理化（huà）性質（zhì）

在理化性質方麵，天然石墨與人造石墨既有共性，也存在性能上的差（chà）異。如（rú）天然石墨與人造石墨都是熱和電的良（liáng）導體，但對（duì）於（yú）相同純度和粒度的石墨粉體來說，天然鱗片石墨的傳熱（rè）性能和導（dǎo）電（diàn）性能最（zuì）好、天然微晶石墨次之，人造石墨最低。石墨具（jù）有（yǒu）的較好的潤滑（huá）性和一定的可塑性，天然鱗片石墨的晶體發育較完善，摩擦係數較小，潤滑性最好，可塑性最高，而致密結晶狀（zhuàng）石墨和隱晶質石墨次之，人造石墨較差。

3天然石墨與人造石墨的應用領域

石墨具有許多優良的性質，因而在冶金、機械、電氣、化工、紡織、國（guó）防等工業部門獲得廣泛應用。天然石墨與人造石墨的應用領域既有相互重疊（dié）的部分（fèn），也有不相同的地方。

3.1 冶金工業

在冶金工業中，天然鱗片石墨因抗氧化性（xìng）較好可用於生產（chǎn）鎂碳磚和鋁碳（tàn）磚等耐火材料（liào）。人造石墨可以作為煉鋼（gāng）電極，而（ér）天然石墨製成的電極就難以用（yòng）於使用條件較苛刻的煉（liàn）鋼電爐。

3.2 機械工業

在機械工業中，石墨材料通常用作耐磨和潤滑材料。天然鱗片石墨的潤（rùn）滑性較好，常用作潤滑油（yóu）的添加劑。輸送腐蝕介質的設備，廣泛采用人造石墨製成的活塞環、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複合材（cái）料也可用於上述領域，但耐磨性不如人造石墨。

3.3 化學工業

人造石墨具有耐腐蝕、導熱性（xìng）好、滲透率低等特點，在化學工業中廣泛用於製作熱（rè）交換器（qì）、反應槽、吸收塔、過（guò）濾器等設備。天然石（shí）墨與高分子樹脂（zhī）複合材料也可用於上述領域，但導熱性、耐腐（fǔ）蝕性不如人造石墨。

4結語

隨著研究技術的不斷發展，人造石墨應用前景不可估量。就目前（qián）來看，以天然石墨為原（yuán）料開發（fā）人造石墨製品不失為拓展天（tiān）然石墨應用領域的重要途徑之一。天然石墨作為（wéi）輔助原料早已用於部分人造石墨生產，但以天然石墨為主要原料開（kāi）發人造石墨製品則研究不夠。充分認識和利用天然石墨的結構與特性，采（cǎi）用合適的工藝（yì）、路線和方法，生產具有（yǒu）特殊結構、性能和用（yòng）途的人造石墨製（zhì）品，是（shì）實現這一目標的最佳方式。

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