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天然石墨和人造石墨在xrd上有什么区别

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天然石墨和人造石墨在X射线衍射(XRD)上的主要区别体现在以下几个方面:

一、晶体结构差异

天然石墨

属于鳞片石墨结构,具有层状结构特征,在XRD图谱上呈现明显的2H相和3R相。其层间距较小,层面衍射峰(如I002)角度较高,且存在43-45度的(101)峰和46-47度的(012)峰。

人造石墨

通过高温石墨化处理(通常需2400-3300℃)将易石墨化碳(如石油焦、沥青焦)转化为六方石墨(2H相)和菱方石墨(3R相),XRD图谱中仅显示2H相,无法检测到3R相。

二、无序度(ID/IG)差异

天然石墨:

未经处理的表面包覆天然石墨无序度ID/IG为0.9-1.6,新型改性天然石墨无序度降低至0.2-0.6。

人造石墨:经过高温石墨化处理后,无序度显著降低,通常为0.04-0.34。

三、其他辅助鉴别方法

拉曼光谱

天然石墨的无序度较高(0.4-1.6),而人造石墨无序度极低(0.04-0.34),可通过无序度差异辅助鉴别。

SEM剖面分析

天然石墨保留鳞片结构间的空隙,人造石墨因高温石墨化后结构致密无缝隙。

总结

XRD是区分天然石墨和人造石墨最可靠的手段,主要通过观察是否存在3R相、层间距差异及无序度变化进行判断。天然石墨因天然形成具有独特的2H/3R相组合,而人造石墨仅保留2H相。