天然黒鉛と人造黒鉛の違いと関係

狭義の人造黒鉛は、通常、天然黒鉛を原料として製造されるという事実を考慮して、本稿では、天然黒鉛と狭義の人造黒鉛の違いと関連性についてのみ分析および議論する。

結晶構造

天然黒鉛の結晶発達は比較的完全で、天然鱗片状黒鉛の黒鉛化度は通常 98 パーセントを超え、天然微結晶黒鉛の黒鉛化度は通常 93 パーセント未満です。

人造黒鉛の結晶発達の程度は、原料と熱処理温度によって異なります。 一般に、熱処理温度が高いほど黒鉛化度は高くなります。 現在、工業的に生産される人造黒鉛の黒鉛化度は通常 90% 未満です。

O組織構造

天然鱗片状黒鉛は、結晶欠陥（点欠陥、転位、積層欠陥など）のみを有する比較的単純な構造を有する単結晶であり、巨視的には構造異方性を示します。 天然微結晶黒鉛は、粒子が小さく、不規則に配列し、不純物を除去すると細孔が存在するなど、巨視的には等方的な構造特性を示します。

人造黒鉛は、石油コークスやアスファルトコークスなどの炭素質粒子により変態した黒鉛相、粒子の周囲にコーティングされた石炭ピッチバインダーにより変態した黒鉛相、粒子の集積や石炭により形成された細孔などを含む一種の複合材料とみなすことができます。熱処理後のピッチバインダー。

P物理的な形式

天然黒鉛は通常粉末状で存在し、単独で使用することもできますが、通常は他の材料と組み合わせて使用​​されます。

人造黒鉛には粉末、繊維、ブロックなどさまざまな形状がありますが、狭義の人造黒鉛は通常ブロックであり、使用する際には一定の形状に加工する必要があります。

物理的及び化学的性質

天然黒鉛と人造黒鉛には共通点もあれば、性能上の差異も存在します。 たとえば、天然黒鉛と人造黒鉛は熱と電気の良好な伝導体ですが、同じ純度および粒子サイズの黒鉛粉末の場合、天然鱗片状黒鉛の熱伝達性能と伝導率が最も高く、天然微結晶石インクが 2 番目で、人造黒鉛が最も低くなります。

グラファイトは良好な潤滑性と一定の可塑性を備え、天然フレークグラファイト結晶の発達はより完璧で、摩擦係数は小さく、最高の潤滑性、最高の可塑性、緻密な結晶性グラファイトと隠微結晶性グラファイト、人造グラファイトは劣っています。

応用分野

黒鉛は多くの優れた特性を備えているため、冶金、機械、電気、化学、繊維、国防、その他の産業分野で広く使用されています。 天然黒鉛と人造黒鉛の応用分野は重なり合いますが、異なります。

冶金産業では、天然フレークグラファイトは耐酸化性に優れているため、マグネシアカーボンレンガやアルミニウムカーボンレンガなどの耐火材料の製造に使用できます。

人造黒鉛は製鋼用の電極として使用できますが、天然黒鉛製の電極は運転条件の厳しい製鋼用電気炉では使用が困難です。

機械産業では、通常、グラファイト材料が耐摩耗性および潤滑材料として使用されます。 天然鱗片状黒鉛は潤滑性に優れ、潤滑油の添加剤としてよく使用されます。

腐食性媒体を搬送する装置には、人造黒鉛製のピストンリング、シールリング、軸受が広く使用されており、運転中に潤滑油を添加する必要がありません。

天然黒鉛と高分子樹脂の複合材料も上記分野で使用可能ですが、耐摩耗性は人造黒鉛に及びません。

人造黒鉛は耐食性、良好な熱伝導性、低透過性という特徴を持っています。 化学業界で熱交換器、反応タンク、吸収塔、フィルター、その他の機器の製造に広く使用されています。

天然黒鉛と高分子樹脂の複合材料も上記分野で使用可能ですが、熱伝導率や耐食性は人造黒鉛に比べ劣ります。