人造石墨和天然石墨的区别在于哪里？

石墨可分为天然石墨和人造石墨。它们的结构和理化性质相似，但用途却大相径庭。在许多研究中，一些研究人员没有注意到它们之间的区别，而是笼统地称它们为石墨。这种混淆两者的结果造成很多误导，甚至决策失误，带来极大的资源浪费和经济损失。本文从天然石墨和人造石墨的结构、组成和性能出发，论述了它们的特点和区别，以及它们之间的重要关系和应用进展。

1.天然石墨和人造石墨的应用领域
石墨具有许多优异的性能，因此被广泛应用于冶金、机械、电气、化工、纺织、国防等工业部门。天然石墨和人造石墨的应用领域既有重叠部分，又有区别。
1.1冶金工业
在冶金工业中，天然鳞片石墨具有良好的抗氧化性，可用于生产镁碳砖、铝碳砖等耐火材料。人造石墨可用作炼钢电极，但天然石墨制成的电极难以在条件苛刻的炼钢炉中使用。
1.2机械行业
在机械工业中，石墨材料通常用作耐磨和润滑材料。天然鳞片石墨具有良好的润滑性，常用作润滑油的添加剂。人造石墨制成的活塞环、密封圈和轴承广泛用作输送腐蚀性介质的设备，工作时不需要润滑油。天然石墨与聚合物树脂的复合材料也可用于上述领域，但其耐磨性不如人造石墨。
1.3化学工业
人造石墨具有耐腐蚀、导热性好、渗透性低的特点。在化学工业中广泛用于制造换热器、反应罐、吸收塔、过滤器等设备。天然石墨和高分子树脂复合材料也可用于上述领域，但其导热性和耐腐蚀性不如人造石墨。  
2.石墨的分类和特性:
2.1天然石墨
天然石墨是大自然的结晶，是在高温高压的地质环境长期作用下，富碳有机质转化而成。天然石墨的工艺特性主要取决于其结晶形态。不同晶体形态的矿物具有不同的工业价值和用途。天然石墨有很多种。根据晶体形态的不同，天然石墨在工业上可分为致密结晶石墨、片状石墨和隐晶质石墨。中国主要有鳞片石墨和隐晶质石墨两种。
2.2人造石墨
人造石墨在结晶学上类似于多晶体。人造石墨种类繁多，生产工艺差异很大。广义而言，凡是通过有机物碳化和高温石墨化得到的石墨材料，都可以统称为人造石墨，如碳(石墨)纤维、热解碳(石墨)、泡沫石墨等。狭义的人造石墨通常是指利用含碳原料(石油焦、沥青焦等)制成的块状固体材料，如石墨电极、热等静压石墨等。)以低杂质含量为骨料，以煤沥青为粘结剂，经过配料、捏合、成型、碳化(工业上称为焙烧)、石墨化等工艺。
3.天然石墨和人造石墨的区别和联系
鉴于上述天然石墨通常为狭义人造石墨，本文仅对天然石墨与狭义人造石墨的区别和联系进行分析和探讨。
3.1晶体结构
天然石墨:晶体发育完善，鳞片石墨的石墨化度大于98%，而天然微晶石墨的石墨化度通常小于93%。
人造石墨:晶体发育程度取决于原料和热处理温度。一般来说，热处理温度越高，石墨化程度越高。目前，工业人造石墨的石墨化度通常低于90%。
3.2组织结构
天然鳞片石墨:是一种单晶，结构简单，只有晶体学缺陷(如点缺陷、位错、堆垛层错等。)，在宏观上表现出各向异性特征。天然微晶石墨晶粒较小，晶粒排列无序，除杂后有孔洞，宏观上呈各向同性。
人造石墨:可视为多相材料，包括石油焦或沥青焦等碳粒转化的石墨相、包覆在颗粒周围的煤沥青粘结剂转化的石墨相、煤沥青粘结剂热处理形成的颗粒堆积或孔隙等。
3.3物理形式
天然石墨:通常以粉末形式存在，可以单独使用，但通常是与其他材料复合后使用。
人造石墨:有多种形式，有粉状、纤维状、块状，而狭义的人造石墨通常是块状，使用时需要加工成一定的形状。
3.4物理和化学性质
就物理化学性质而言，天然石墨和人造石墨在性能上既有相同之处，也有不同之处。例如，天然石墨和人造石墨都是热和电的良导体，但对于纯度和粒度相同的石墨粉，天然鳞片石墨的传热和导电性能最好，其次是天然微晶石墨和人造石墨。石墨具有良好的润滑性和一定的可塑性。天然鳞片石墨晶体发育完善，摩擦系数小，润滑性最好，可塑性最高，其次是致密结晶石墨和隐晶质石墨，人造石墨较差。