Naturgraphit vs. Synthetischer Graphit: Ein detaillierter Vergleich

Graphit ist eine Mehrzweckverbindung, die in verschiedenen Industriezweigen wie Energie, Schmiermittel, Elektronik usw. verwendet wird. Die meisten Menschen wissen jedoch nicht, dass es zwei Arten von Graphit gibt: Naturgraphit und synthetischen Graphit. Dieser Leitfaden enthält eine vergleichende Analyse der beiden Graphitarten. Er verschafft Ihnen Klarheit über ihre Zusammensetzung, Anwendungen und Herstellung.

Überblick über Nature Graphite

Natürlicher Graphit ist eine organische Verbindung, die hauptsächlich aus Kohlenstoff besteht. Wenn kohlenstoffreiches Material im Gestein hohem Druck und Hitze ausgesetzt wird, bildet sich Graphit. Dieser Prozess benötigt Millionen von Jahren, um abgeschlossen zu werden.

Bergleute bauen Naturgraphit in verschiedenen Formen aus der Erde ab. Es gibt jedoch drei Hauptformen von natürlichem Graphit:

Amorphes

Amorpher Graphit weist aufgrund der zufälligen Anordnung der Kohlenstoffatome eine ungeordnete Struktur auf. Dieser natürliche Graphit bildet sich durch die Kontaktmetamorphose zwischen einem Anthrazitkohleflöz und einem Metamorphosemittel wie Magma oder tektonischer Spannung.

Flocke

Natürlicher Flockengraphit bildet sich, wenn Kohlenstoff hohem Druck und hohen Temperaturen ausgesetzt wird. Die Flocken stammen im Allgemeinen aus metamorphen Gesteinsvorkommen. Diese Graphitform ist dünn, flach und weist eine hexagonale Schicht auf.

kristallin

Kristalliner Graphit ist für seine regelmäßige atomare Struktur bekannt. Die Kohlenstoffatome dieses Graphits sind in einem hexagonalen Gitter angeordnet.

Überblick über synthetischen Graphit

Synthetischer Graphit ist eine künstliche Verbindung, die in einer Fabrik hergestellt wird. Dieser künstliche Graphit entsteht, wenn kohlenstoffhaltige Materialien wie Koks, Steinkohlenteerpech usw. in einem Ofen hohen Temperaturen ausgesetzt werden.

Im Gegensatz zu natürlichem Graphit hat diese Verbindung präzise Eigenschaften. Da er künstlich hergestellt wird, können Sie seine Korngröße, Reinheit und Dichte kontrollieren.

Das Aussehen von synthetischem Graphit ist gleichmäßiger. Außerdem sind seine Flocken weicher als die von Naturgraphit.

Wir wollen verschiedene Aspekte von Naturgraphit und synthetischem Graphit vergleichen.

Naturgraphit vs. Synthetischer Graphit: Vergleich der verschiedenen Faktoren

Zusammensetzung

Natürlicher Graphit besteht aus Kohlenstoff und verschiedenen Verunreinigungen. Man findet ihn vor allem in metamorphe Gesteine. Der Graphit bildet sich durch die Metamorphismus von kohlenstoffreichem Material.

Der Kohlenstoffgehalt in natürlichem Graphit liegt zwischen 15% und 95%. Die restliche Zusammensetzung kann aus Asche, Eisen, Kieselsäure, Schwefel usw. bestehen.

Synthetischer Graphit hingegen enthält 99% Kohlenstoff. Die restlichen 1% enthalten flüchtige Stoffe und Asche.

Farbe

Der Farbton von natürlichem Graphit reicht von Dunkelgrau bis Schwarz. Man kann auch einen metallischen Schimmer erkennen.

Im Allgemeinen ist diese Farbvariation auf Verunreinigungen im Graphit zurückzuführen. Diese Graphitform ist relativ undurchsichtig.

Die Farbe von synthetischem Graphit ist aufgrund seiner hohen Reinheit dunkler. Da es sich um eine im Labor hergestellte Verbindung handelt, hat sie ein einheitliches Aussehen. Außerdem hat er eine gleichmäßige und glatte Oberfläche.

Herstellung

Wie bereits erwähnt, gewinnen die Unternehmen Naturgraphit aus Minen und Steinbrüchen. Dieses Rohmaterial wird verschiedenen Behandlungen unterzogen, um seine Qualität zu verbessern. Durch diese Verfahren werden Verunreinigungen aus dem Graphit entfernt und seine Partikelgröße erhalten.

Chemieingenieure erhitzen Petrolkoks oder Steinkohlenteerpech auf Temperaturen über 2.500 Grad Celsius. Diese Graphitierung Prozess wandelt Kohlenstoffmaterialien in Graphit um.

Darüber hinaus sorgt es für eine kristalline Struktur in synthetischem Graphit aufgrund der ausgerichteten Kohlenstoffatome.

Chemische Eigenschaften

Naturgraphit bleibt bei Raumtemperatur stabil. Unter Standardbedingungen ist er chemisch inert. Das bedeutet, dass Graphit nicht auf Säuren, Laugen und andere Lösungsmittel reagiert. Organischer Graphit kann jedoch bei Temperaturen um 600 °C oxidieren.

Synthetischer Graphit weist eine extrem hohe Toleranz gegenüber Chemikalien auf. Seine hohe Dichte und geringe Porosität machen ihn resistent gegen verschiedene Arten von Substanzen.

Physikalische Eigenschaften/Dichte

Die Dichte von Naturgraphit liegt je nach Typ zwischen 1,5 und 1,8 g/cm³. Flockenförmiger und amorpher Graphit können leichte Abweichungen in ihrer Struktur und Zusammensetzung aufweisen.

Synthetischer Graphit ist etwas dichter als Naturgraphit. Seine Festigkeit liegt zwischen 1,6 und 1,9 g/cm³. Da der Reinheitsgrad dieses Graphits höher ist, hat er außerdem eine bessere thermische und elektrische Leitfähigkeit.

Preis

Der Preis von Graphit kann in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren variieren. Je nach Art, Qualität und Marktnachfrage kann der Preis für Naturgraphit zwischen 500 und 2000 USD pro Tonne liegen.

Synthetischer Graphit ist teuer. Sein Preis beginnt bei 3.000 USD pro Tonne. Die Kosten für einige hochwertige synthetische Sorten können bis zu 20.000 USD pro Tonne betragen.

Naturgraphit vs. Synthetischer Graphit: Anwendungen

Natürlicher Graphit

Feuerfeste Materialien

Naturgraphit wird häufig zur Herstellung von Ziegeln und Schmelztiegeln verwendet. Außerdem wird er für die Herstellung von Formen in Branchen wie Stahl und Glas verwendet. Schließlich hat er eine hohe Hitzebeständigkeit.

Schmierstoffe

Naturgraphit weist eine glatte Schichtstruktur auf. Daher wird er von Unternehmen in Schmiermitteln und Fetten als Hauptbestandteil verwendet.

Bleistifte

Naturgraphit wird auch zur Herstellung von Bleistiftminen verwendet. Schließlich hinterlässt diese Verbindung eine Spur auf dem Papier.

Batterien

Batteriehersteller verwenden in einigen Lithium-Ionen-Batterien Naturgraphit als Anodenmaterial. Es wird häufig in preiswerteren Batterien verwendet, die nicht so viel Energie oder Leistung benötigen.

Gießerei

Naturgraphit ist ein Hauptbestandteil in der Gießereiindustrie. Die Unternehmen verwenden es als Trennmittel, um zu verhindern, dass die Formen beim Gießen am Metall haften bleiben.

Bremsbeläge

Naturgraphit hat hervorragende Reibungseigenschaften. Daher wird er von Automobilherstellern zur Herstellung von Bremsbelägen und Dichtungen verwendet.

Anwendungen von synthetischem Graphit

Elektroden

Synthetischer Graphit kann hohen Temperaturen standhalten. Außerdem ist er sehr leitfähig. Daher verwenden die Hersteller von Elektroden ihn zur Herstellung von Graphitelektroden für Elektrolichtbogenöfen.

Lithium-Ionen-Batterien

Synthetischer Graphit wird als Anodenmaterial in Lithium-Ionen-Batterien für Elektrofahrzeuge verwendet. Dieser Graphit ist reiner und konsistenter in seiner Struktur, was die Batterieleistung verbessert.

Brennstoffzellen

Synthetischer Graphit wird auch für die Herstellung von Bipolarplatten in Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellen verwendet (PEMFC).

Nuklearindustrie

Dieser künstlich hergestellte synthetische Graphit hat eine hohe thermische Stabilität. Nukleartechniker verwenden ihn als Moderator und Reflektor in Kernreaktoren.

Synthetischer Graphit verlangsamt die Neutronen und unterstützt die Kernspaltung.

Schlussfolgerung

Dies ist ein umfassender Überblick über den Vergleich zwischen Naturgraphit und synthetischem Graphit. Beide sind wertvolle Verbindungen, die in verschiedenen Industriezweigen verwendet werden.

Naturgraphit ist erschwinglich und eignet sich für Anwendungen, bei denen eine hohe Reinheit des Graphits nicht erforderlich ist. Im Gegensatz dazu ist synthetischer Graphit teuer. Er eignet sich jedoch für Anwendungen, die die reinste Form von Graphit benötigen. Schließlich bietet er eine gleichbleibende Leistung.