Doğal Grafit ile Yapay Grafit Arasındaki Fark

Hem doğal hem de yapay grafit esas olarak karbondan oluşmasına rağmen kaynakları, yapıları, özellikleri ve uygulamaları açısından önemli ölçüde farklılık gösterir.
Aşağıda, ikisinin birden çok açıdan ayrıntılı bir karşılaştırmasını sunacağım.
Doğal grafit: Doğal minerallerden elde edilir ve doğal olarak oluşur.
Yapay grafit: Petrol kok ve zift kok gibi karbonlu malzemelerden bir dizi yüksek-sıcaklıkta ısıl işlem (3000 dereceye kadar) yoluyla yapay olarak üretilen bir grafit malzeme.
Kaynakları ve üretim süreçleri karşılaştırıldığında doğal grafit, doğal grafit cevherinden kaynaklanır ve madencilik, flotasyon gibi fiziksel yöntemlerle üretilir. Yapay grafit öncelikle petrol kok, iğne kok ve zift koktan elde edilir. Üretim süreci, kalsinasyon, kırma, öğütme, yoğurma, şekillendirme (ekstrüzyon, kalıplama, izostatik presleme), kavurma, emprenye etme ve grafitleştirmeyi (anahtar adım) içeren karmaşık bir süreci içerir. Bu süreç birkaç ay sürebilir.
Yapı ve Morfoloji:
Doğal grafit daha yüksek derecede kristalliğe, daha büyük tane boyutuna ve düzenli bir katmanlı yapıya sahiptir. Pul grafit (tabaka-benzeri), mikrokristalin grafit (aynı zamanda ince parçacıklara sahip topraksı grafit olarak da bilinir) ve masif grafit (nadir) olarak sınıflandırılır. Önemli anizotropi sergilerler.
Yapay grafit nispeten düşük kristalliğe, küçük tane boyutuna ve biraz düzensiz bir yapıya sahiptir. Morfolojisi işleme yöntemiyle belirlenir ve yığın halinde, elektrotlarda, izostatik olarak preslenmiş grafitte, grafit kağıt/folyoda vb. bulunabilir. Anizotropinin derecesi işleme yoluyla kontrol edilebilir ve genellikle doğal grafitten daha az belirgindir ve izotropiye eğilimlidir.
Performans Özellikleri:
Doğal grafit %99,9'un üzerinde saflaştırılabilir ancak süreç karmaşık ve maliyetlidir. Genellikle silikatlar gibi safsızlıklar içerir. Mükemmel kayganlığa sahiptir ve pul grafit, yüksek-kaliteli bir katı yağlayıcıdır. Ancak mekanik mukavemeti düşük ve yumuşak bir dokuya sahiptir. Düzensiz parçacık şekli, elektrot malzemeleriyle karıştırıldığında homojenliğin bozulmasına neden olabilir.
Artificial graphite is extremely pure (>%99,9 çünkü yabancı maddelerin çoğu yüksek grafitleştirme sıcaklıklarında uçucu hale gelir. İyi bir kayganlığa sahiptir, ancak genellikle doğal pul grafitten daha düşüktür. Kalsinasyon ve emprenye nedeniyle daha yüksek mekanik dayanıma ve daha yoğun bir yapıya sahiptir. Parçacık şekli kontrol edilebilir (örn. küreselleşme), bu da daha iyi işlenebilirlik ve elektrot malzemeleriyle uyumluluk sağlar.
Bu özelliklere dayanarak uygulamaları farklı yönlere odaklanmaktadır.
Doğal grafit öncelikle anot malzemeleri, refrakter malzemeler ve yağlayıcılarda kullanılır. Yapay grafit, yüksek saflığı ve mukavemeti nedeniyle öncelikle yarı iletkenlerde, fotovoltaiklerde ve nükleer reaktör moderatörlerinde kullanılır. Yüksek mukavemeti ve aşınma direnci nedeniyle mekanik salmastraların, yatakların ve diğer uygulamaların imalatında da kullanılır.
Özetle, düşük maliyet ve yüksek kapasite gerektiren uygulamalarda, performans gereksinimlerinin aşırı derecede zor olmadığı durumlarda doğal grafit kullanılabilir.
Yüksek hız kapasitesi, uzun çevrim ömrü, güvenlik ve yapısal dayanıklılık gerektiren uygulamalar için yapay grafit, üst düzey pillerde ve özel endüstriyel uygulamalarda{0} daha iyi bir seçimdir.