焦炭和人造石墨是两种不同的碳材料,主要区别体现在以下几个方面:
一、原料与制备工艺
焦炭 由烟煤在隔绝空气的条件下,通过高温干馏(950-1050℃)制得,经历干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等工艺,最终形成海绵状多孔结构。
人造石墨
以无烟煤、焦炭或石油焦为原料,添加煤焦油、沥青等粘结剂,经挤压或压模成型后,在电炉中高温焙烧(通常1000℃以上)制得,具有层状结构。
二、物理性质
结构与密度
- 焦炭:海绵状结构,密度较低(约1.1-1.5g/cm³)。
- 人造石墨:层状结构,密度较高(约2.5-3.0g/cm³)。
导热性与导电性
- 焦炭:导热性较差(300-700W/m·K),导电性弱。
- 人造石墨:导热性优异(700-1500W/m·K),导电性强。
颜色与外观
- 焦炭:深灰色,表面粗糙。
- 人造石墨:浅白色,表面较光滑。
三、应用领域
焦炭
- 冶金工业:高炉炼铁的还原剂、鼓风炉原料。
- 化工行业:生产煤气、煤焦油等化工产品。
人造石墨
- 工业领域:电极(如电刷、碳棒)、散热片、耐火材料。
- 高科技产品:电池负极材料、柔性石墨制品。
四、纯度与性能
纯度: 人造石墨通过高温石墨化处理,纯度可达99.95%以上;焦炭纯度较低,含杂质较多。 耐久性
总结
焦炭和人造石墨虽同属碳材料,但来源、工艺、物理性质及应用场景差异显著。焦炭以高碳含量和还原性见长,人造石墨则以高纯度、优异导电性和层状结构为优势,两者在工业中互补而非替代关系。