人造石墨和天然石墨的區別在于哪里？

石墨可分為天然石墨和人造石墨。它們的結構和理化性質相似，但用途卻大相徑庭。在許多研究中，一些研究人員沒有注意到它們之間的區別，而是籠統地稱它們為石墨。這種混淆兩者的結果造成很多誤導，甚至決策失誤，帶來極大的資源浪費和經濟損失。本文從天然石墨和人造石墨的結構、組成和性能出發，論述了它們的特點和區別，以及它們之間的重要關系和應用進展。

1.天然石墨和人造石墨的應用領域
石墨具有許多優異的性能，因此被廣泛應用于冶金、機械、電氣、化工、紡織、國防等工業部門。天然石墨和人造石墨的應用領域既有重疊部分，又有區別。
1.1冶金工業
在冶金工業中，天然鱗片石墨具有良好的抗氧化性，可用于生產鎂碳磚、鋁碳磚等耐火材料。人造石墨可用作煉鋼電極，但天然石墨制成的電極難以在條件苛刻的煉鋼爐中使用。
1.2機械行業
在機械工業中，石墨材料通常用作耐磨和潤滑材料。天然鱗片石墨具有良好的潤滑性，常用作潤滑油的添加劑。人造石墨制成的活塞環、密封圈和軸承廣泛用作輸送腐蝕性介質的設備，工作時不需要潤滑油。天然石墨與聚合物樹脂的復合材料也可用于上述領域，但其耐磨性不如人造石墨。
1.3化學工業
人造石墨具有耐腐蝕、導熱性好、滲透性低的特點。在化學工業中廣泛用于制造換熱器、反應罐、吸收塔、過濾器等設備。天然石墨和高分子樹脂復合材料也可用于上述領域，但其導熱性和耐腐蝕性不如人造石墨。  
2.石墨的分類和特性:
2.1天然石墨
天然石墨是大自然的結晶，是在高溫高壓的地質環境長期作用下，富碳有機質轉化而成。天然石墨的工藝特性主要取決于其結晶形態。不同晶體形態的礦物具有不同的工業價值和用途。天然石墨有很多種。根據晶體形態的不同，天然石墨在工業上可分為致密結晶石墨、片狀石墨和隱晶質石墨。中國主要有鱗片石墨和隱晶質石墨兩種。
2.2人造石墨
人造石墨在結晶學上類似于多晶體。人造石墨種類繁多，生產工藝差異很大。廣義而言，凡是通過有機物碳化和高溫石墨化得到的石墨材料，都可以統稱為人造石墨，如碳(石墨)纖維、熱解碳(石墨)、泡沫石墨等。狹義的人造石墨通常是指利用含碳原料(石油焦、瀝青焦等)制成的塊狀固體材料，如石墨電極、熱等靜壓石墨等。)以低雜質含量為骨料，以煤瀝青為粘結劑，經過配料、捏合、成型、碳化(工業上稱為焙燒)、石墨化等工藝。
3.天然石墨和人造石墨的區別和聯系
鑒于上述天然石墨通常為狹義人造石墨，本文僅對天然石墨與狹義人造石墨的區別和聯系進行分析和探討。
3.1晶體結構
天然石墨:晶體發育完善，鱗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:晶體發育程度取決于原料和熱處理溫度。一般來說，熱處理溫度越高，石墨化程度越高。目前，工業人造石墨的石墨化度通常低于90%。
3.2組織結構
天然鱗片石墨:是一種單晶，結構簡單，只有晶體學缺陷(如點缺陷、位錯、堆垛層錯等。)，在宏觀上表現出各向異性特征。天然微晶石墨晶粒較小，晶粒排列無序，除雜后有孔洞，宏觀上呈各向同性。
人造石墨:可視為多相材料，包括石油焦或瀝青焦等碳粒轉化的石墨相、包覆在顆粒周圍的煤瀝青粘結劑轉化的石墨相、煤瀝青粘結劑熱處理形成的顆粒堆積或孔隙等。
3.3物理形式
天然石墨:通常以粉末形式存在，可以單獨使用，但通常是與其他材料復合后使用。
人造石墨:有多種形式，有粉狀、纖維狀、塊狀，而狹義的人造石墨通常是塊狀，使用時需要加工成一定的形狀。
3.4物理和化學性質
就物理化學性質而言，天然石墨和人造石墨在性能上既有相同之處，也有不同之處。例如，天然石墨和人造石墨都是熱和電的良導體，但對于純度和粒度相同的石墨粉，天然鱗片石墨的傳熱和導電性能最好，其次是天然微晶石墨和人造石墨。石墨具有良好的潤滑性和一定的可塑性。天然鱗片石墨晶體發育完善，摩擦系數小，潤滑性最好，可塑性最高，其次是致密結晶石墨和隱晶質石墨，人造石墨較差。