Perbedaan Grafit Alam dan Grafit Buatan

Meskipun grafit alami dan buatan sebagian besar terdiri dari karbon, keduanya berbeda secara signifikan dalam sumber, struktur, sifat, dan aplikasinya.
Di bawah ini saya akan memberikan perbandingan detail keduanya dari berbagai sudut pandang.
Grafit alami: Berasal dari mineral alami, terbentuk secara alami.
Grafit buatan: Bahan grafit yang diproduksi secara artifisial dari bahan berkarbon seperti kokas minyak bumi dan kokas pitch, melalui serangkaian perlakuan panas-suhu tinggi (hingga 3000 derajat ).
Membandingkan sumber dan proses produksinya, grafit alam berasal dari bijih grafit alam dan diproduksi melalui metode fisik seperti penambangan dan flotasi. Grafit buatan terutama berasal dari kokas minyak bumi, kokas jarum, dan kokas pitch. Proses produksi melibatkan proses kompleks yang melibatkan kalsinasi, penghancuran, penggilingan, pengadukan, pembentukan (ekstrusi, pencetakan, pengepresan isostatik), pemanggangan, impregnasi, dan grafitisasi (langkah penting). Proses ini bisa memakan waktu beberapa bulan.
Struktur dan Morfologi:
Grafit alam memiliki derajat kristalinitas yang lebih tinggi, ukuran butir yang lebih besar, dan struktur pipih yang teratur. Ini diklasifikasikan menjadi grafit serpihan (seperti lembaran), grafit mikrokristalin (juga dikenal sebagai grafit tanah, dengan partikel halus), dan grafit masif (jarang). Mereka menunjukkan anisotropi yang signifikan.
Grafit buatan memiliki kristalinitas yang relatif rendah, ukuran butir kecil, dan struktur agak tidak teratur. Morfologinya ditentukan oleh metode pemrosesan, dan dapat ditemukan dalam jumlah besar, elektroda, grafit yang ditekan secara isostatis, kertas/foil grafit, dll. Derajat anisotropi dapat dikontrol melalui pemrosesan, dan umumnya kurang menonjol dibandingkan grafit alam, cenderung ke arah isotropi.
Karakteristik Kinerja:
Grafit alam dapat dimurnikan hingga lebih dari 99,9%, namun prosesnya rumit dan mahal. Seringkali mengandung kotoran seperti silikat. Bahan ini memiliki pelumasan yang sangat baik, dan grafit serpihan adalah pelumas padat berkualitas tinggi. Namun memiliki kekuatan mekanik yang rendah dan tekstur yang lembut. Bentuk partikelnya yang tidak beraturan dapat menyebabkan keseragaman yang buruk bila dicampur dengan bahan elektroda.
Artificial graphite is extremely pure (>99,9%) karena sebagian besar pengotor menguap pada suhu grafitisasi yang tinggi. Ia memiliki pelumasan yang baik, tetapi umumnya lebih rendah daripada grafit serpihan alami. Ia memiliki kekuatan mekanik yang lebih tinggi dan struktur yang lebih padat karena kalsinasi dan impregnasi. Bentuk partikelnya dapat dikontrol (misalnya spheroidisasi), sehingga menghasilkan kemampuan proses dan kompatibilitas yang lebih baik dengan bahan elektroda.
Berdasarkan properti ini, penerapannya berfokus pada aspek yang berbeda.
Grafit alam terutama digunakan dalam bahan anoda, bahan tahan api, dan pelumas. Grafit buatan terutama digunakan dalam semikonduktor, fotovoltaik, dan moderator reaktor nuklir karena kemurnian dan kekuatannya yang tinggi. Ini juga digunakan dalam pembuatan sil mekanis, bantalan, dan aplikasi lainnya karena kekuatan dan ketahanan ausnya yang tinggi.
Singkatnya, untuk aplikasi yang memerlukan biaya rendah dan kapasitas tinggi, grafit alam dapat digunakan jika persyaratan kinerja tidak terlalu menuntut.
Untuk aplikasi yang membutuhkan kemampuan tingkat tinggi, masa pakai yang lama, keamanan, dan kekuatan struktural, grafit buatan adalah pilihan yang lebih baik untuk baterai kelas atas dan aplikasi industri khusus.