A diferença entre grafite natural e grafite artificial

Embora tanto a grafite natural quanto a artificial sejam compostas principalmente de carbono, elas diferem significativamente em suas fontes, estrutura, propriedades e aplicações.
Abaixo, fornecerei uma comparação detalhada dos dois de múltiplas perspectivas.
Grafite natural: Derivado de minerais naturais, é formado naturalmente.
Grafite artificial: um material de grafite produzido artificialmente a partir de materiais carbonáceos, como coque de petróleo e coque de breu, por meio de uma série de-tratamentos térmicos em alta temperatura (até 3.000 graus).
Comparando suas fontes e processos de produção, o grafite natural é originário do minério de grafite natural e é produzido por meio de métodos físicos como mineração e flotação. A grafite artificial é derivada principalmente de coque de petróleo, coque agulha e coque de breu. O processo de produção envolve um processo complexo que envolve calcinação, britagem, moagem, amassamento, conformação (extrusão, moldagem, prensagem isostática), torrefação, impregnação e grafitização (uma etapa fundamental). Este processo pode levar vários meses.
Estrutura e Morfologia:
A grafite natural possui maior grau de cristalinidade, maior tamanho de grão e estrutura lamelar regular. É classificado em grafite em flocos (semelhante a uma folha), grafite microcristalina (também conhecida como grafite terrosa, com partículas finas) e grafite maciça (rara). Eles exibem anisotropia significativa.
A grafite artificial tem cristalinidade relativamente baixa, tamanho de grão pequeno e uma estrutura um tanto desordenada. Sua morfologia é determinada pelo método de processamento, podendo ser encontrada a granel, eletrodos, grafite prensada isosticamente, papel/folha de grafite, etc. O grau de anisotropia pode ser controlado por meio de processamento e geralmente é menos pronunciado que o grafite natural, tendendo à isotropia.
Características de desempenho:
A grafite natural pode ser purificada em mais de 99,9%, mas o processo é complexo e caro. Muitas vezes contém impurezas como silicatos. Possui excelente lubricidade e o grafite em flocos é um lubrificante sólido de alta-qualidade. Porém, possui baixa resistência mecânica e textura macia. Seu formato irregular de partícula pode levar a uma baixa uniformidade quando misturado com materiais de eletrodo.
Artificial graphite is extremely pure (>99,9%) porque a maioria das impurezas são volatilizadas nas altas temperaturas de grafitização. Possui boa lubricidade, mas geralmente é inferior ao grafite natural em flocos. Possui maior resistência mecânica e estrutura mais densa devido à calcinação e impregnação. Seu formato de partícula é controlável (por exemplo, esferoidização), resultando em melhor processabilidade e compatibilidade com materiais de eletrodo.
Com base nessas propriedades, suas aplicações focam em diversos aspectos.
A grafite natural é usada principalmente em materiais anódicos, materiais refratários e lubrificantes. A grafite artificial é usada principalmente em semicondutores, energia fotovoltaica e moderadores de reatores nucleares devido à sua alta pureza e resistência. Também é utilizado na fabricação de selos mecânicos, rolamentos e outras aplicações devido à sua alta resistência e resistência ao desgaste.
Em resumo, para aplicações que exigem baixo custo e alta capacidade, o grafite natural pode ser utilizado onde os requisitos de desempenho não são extremamente exigentes.
Para aplicações que exigem capacidade de alta taxa, ciclo de vida longo, segurança e resistência estrutural, o grafite artificial é a melhor escolha em baterias-de última geração e aplicações industriais especializadas.