ความแตกต่างระหว่างกราไฟท์ธรรมชาติและกราไฟท์เทียม: วิธีใช้กราไฟท์ธรรมชาติเพื่อพัฒนาผลิตภัณฑ์กราไฟท์เทียม

กราไฟท์ประกอบด้วยองค์ประกอบเดียวของคาร์บอน โครงสร้างผลึกของมันเป็นของระบบหกเหลี่ยมสร้างโครงสร้างชั้นหกเหลี่ยม ภายในเลเยอร์อะตอมคาร์บอนจะถูกผูกมัดโดยพันธะσที่เกิดขึ้นจาก Orbitals ไฮบริด SP2 และพันธบัตร delocalized πที่เกิดขึ้นจาก orbitals PZ ทำให้เกิดกริดหกเหลี่ยมที่แข็งแกร่ง ระยะห่างอะตอมคาร์บอนคาร์บอนคือ 1.42 Å อะตอมคาร์บอนมีพลังงานพันธะที่แข็งแกร่งมาก (345 kJ/mol) ในขณะที่อะตอมคาร์บอนถูกผูกไว้ซึ่งกันและกันโดยกองกำลัง Van der Waals ที่อ่อนแอกว่า (พลังงานพันธะ 16.7 kJ/mol) ระยะห่าง interlayer คือ 3.354 Å

กราไฟท์นั้นอ่อนนุ่มสีเทาเข้มและให้ความรู้สึกเลี่ยนที่สามารถเปื้อนกระดาษได้ ความแข็งของมันคือ 1-2 และความหนาแน่นทางทฤษฎีคือ 2.26 g/cm³.
กราไฟท์บริสุทธิ์ไม่มีอยู่ในธรรมชาติ แร่ธาตุกราไฟท์ธรรมชาติมักจะมีสิ่งสกปรกเช่น SiO2, Al2O3, FEO, CAO, P2O5 และ CUO
สิ่งสกปรกเหล่านี้มักเกิดขึ้นในแร่ธาตุเช่นควอตซ์, ไพไรต์และคาร์บอเนต นอกจากนี้กราไฟท์ยังมีก๊าซเช่นน้ำไฮโดรคาร์บอนCo₂, H₂และN₂

ดังนั้นนอกเหนือจากการกำหนดปริมาณคาร์บอนคงที่การวิเคราะห์กราไฟท์จะต้องวัดสสารที่ผันผวนและปริมาณเถ้า

เนื่องจากโครงสร้างพิเศษกราไฟท์มีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมดังต่อไปนี้:

(1) ความต้านทานอุณหภูมิสูง:กราไฟท์เป็นหนึ่งในวัสดุที่ทนความร้อนมากที่สุด มันไม่มีจุดหลอมละลายที่ความดันปกติและลดน้ำหนักน้อยมากแม้ว่าจะถูกเผาด้วยส่วนโค้งอุณหภูมิสูงเป็นพิเศษ

(2) การนำไฟฟ้าและการนำความร้อน:กราไฟท์มีค่าการนำไฟฟ้าสูงและการนำความร้อน ค่าการนำความร้อนลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ที่อุณหภูมิสูงมากกราไฟท์ก็กลายเป็นฉนวน

(3) การหล่อลื่น: Tเขาหล่อลื่นของกราไฟท์ขึ้นอยู่กับขนาดของกราไฟท์ธัญพืชและระดับของการพัฒนาคริสตัล ยิ่งกราไฟท์มีขนาดใหญ่ขึ้นและการพัฒนาของคริสตัลก็จะยิ่งมีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานน้อยลงและการหล่อลื่นก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น

(4) ความเสถียรทางเคมี:กราไฟท์มีความเสถียรทางเคมีที่ดีที่อุณหภูมิห้องและทนต่อกรดอัลคาไลและการกัดกร่อนของตัวทำละลายอินทรีย์

(5) พลาสติก:กราไฟท์มีความเหนียวบางอย่างและสามารถประมวลผลได้ง่าย กราไฟท์ที่มีการพัฒนาคริสตัลในระดับสูงสามารถบดเป็นแผ่นบาง ๆ ได้

(6) ความต้านทานการกระแทกด้วยความร้อน:ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของกราไฟท์นั้นมีขนาดเล็กมากและสามารถทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่รุนแรงโดยไม่ได้รับความเสียหายในระหว่างการใช้งาน

3. การจำแนกกราไฟท์และลักษณะ
กราไฟท์สามารถแบ่งออกเป็นกราไฟท์ธรรมชาติและกราไฟท์เทียม ในขณะที่ทั้งสองมีโครงสร้างที่คล้ายกันและคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีการใช้งานของพวกเขาแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ

กราไฟท์ธรรมชาติเป็นของขวัญจากธรรมชาติที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงระยะยาวของสารอินทรีย์ที่อุดมด้วยคาร์บอนภายใต้สภาพทางธรณีวิทยาอุณหภูมิสูงและแรงดันสูง คุณสมบัติการประมวลผลของกราไฟท์ธรรมชาติจะถูกกำหนดโดยรูปแบบคริสตัลเป็นหลัก แร่ธาตุกราไฟท์ที่มีรูปแบบคริสตัลที่แตกต่างกันมีค่าอุตสาหกรรมและการใช้งานที่แตกต่างกัน
กราไฟท์ธรรมชาติเป็นวัสดุที่หลากหลาย ขึ้นอยู่กับรูปแบบคริสตัลกราไฟท์ธรรมชาติแบ่งออกเป็นสามประเภท: กราไฟท์ผลึกหนาแน่น, กราไฟท์เกล็ดและกราไฟท์ cryptocrystalline ในประเทศของฉันกราไฟท์ Flake และ Cryptocrystalline เป็นสองประเภทหลัก
กราไฟท์ผลึกหนาแน่นหรือที่เรียกว่ากราไฟท์ขนาดใหญ่มีผลึกที่แตกต่างกันด้วยตาเปล่า เส้นผ่านศูนย์กลางของอนุภาคมีขนาดใหญ่กว่า 0.1 มม. คริสตัลถูกจัดเรียงในโครงสร้างที่ไม่เป็นระเบียบหนาแน่นและมีขนาดใหญ่ มันมีคุณภาพสูงโดยทั่วไปมีปริมาณคาร์บอนตั้งแต่ 60% ถึง 65% บางครั้งถึง 80% ถึง 98% อย่างไรก็ตามความเป็นพลาสติกและการหล่อลื่นของมันนั้นด้อยกว่าเชื้อกราไฟท์ Flake Graphite Natural ซึ่งเป็นคำศัพท์ผลึกดำบรรพ์สำหรับ pegmatites เป็นผลึกเดี่ยวที่มีชื่อว่ารูปร่างเป็นเกล็ด มันอาจเป็นสะเก็ดขนาดใหญ่หรือดี กราไฟท์ประเภทนี้ให้บริการหล่อลื่นและพลาสติกที่เหนือกว่าเมื่อเทียบกับกราไฟท์ชนิดอื่นทำให้เป็นวัสดุอุตสาหกรรมที่มีค่าที่สุด

แม้ว่าแร่กราไฟท์ Flake นั้นไม่ได้มีระดับสูง แต่โดยทั่วไปจะมีปริมาณคาร์บอนตั้งแต่ 3% ถึง 25% แต่ก็เป็นหนึ่งในแร่ที่ลอยได้มากที่สุดที่พบในธรรมชาติ ผ่านการบดและการเลือกอย่างกว้างขวางสามารถรับสมาธิกราไฟท์คุณภาพสูงได้

กราไฟท์ Aphanitic หรือที่รู้จักกันในนามราไฟท์อสัณฐานหรือกราไฟท์เอิร์ ธ โอกได้เริ่มเรียกว่า microcrystalline graphite โดยทั่วไปแล้วกราไฟท์ประเภทนี้จะมีคริสตัลน้อยกว่า 1 ไมครอนเส้นผ่าศูนย์กลางและสามารถมองเห็นได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเท่านั้น มันถือได้ว่าเป็นผลรวมของผลึกกราไฟท์

โดยทั่วไปแล้วกราไฟท์ microcrystalline ธรรมชาติจะเกิดขึ้นจากการแปลงของถ่านหินภายใต้สภาพทางธรณีวิทยาอุณหภูมิสูงและแรงดันสูง ดังนั้นจึงมักเกี่ยวข้องกับถ่านหิน โซนการเปลี่ยนผ่านจากแอนทราไซต์ไปยังกราไฟท์ microcrystalline ธรรมชาติมักจะพบได้ภายในร่างกายแร่กราไฟท์ microcrystalline ธรรมชาติ กราไฟท์ประเภทนี้มีลักษณะเป็นพื้นผิวดินขาดความมันวาวการหล่อลื่นต่ำกว่ากราไฟท์เกล็ดและการเลือกที่ไม่ดี อย่างไรก็ตามมันมีคุณภาพสูงกว่าโดยทั่วไปมีปริมาณคาร์บอนตั้งแต่ 60%ถึง 80%โดยมีบางอย่างเกิน 90%

กราไฟท์เทียมคล้ายกับ polycrystal ในผลึก มีกราไฟท์เทียมหลายประเภทและกระบวนการผลิตแตกต่างกันอย่างกว้างขวาง กราไฟท์เทียมที่พูดอย่างกว้างขวางครอบคลุมวัสดุกราไฟท์ทั้งหมดที่ได้รับจากคาร์บอนของสารอินทรีย์ตามด้วยกราฟิคและการบำบัดอุณหภูมิสูงเช่นคาร์บอน (กราไฟท์) เส้นใยไพโรไลติกคาร์บอน (กราไฟท์) และกราไฟท์โฟม

ในแง่ที่แคบกว่ากราไฟท์เทียมโดยทั่วไปหมายถึงวัสดุที่เป็นของแข็งจำนวนมากเช่นอิเล็กโทรดกราไฟท์และกราไฟท์กด isostatically ผลิตโดยใช้วัตถุดิบคาร์บอนต่ำ (เช่นโค้กปิโตรเลียมและโค้กพิทช์) รวมกัน

เนื่องจากโดยทั่วไปแล้วกราไฟท์ธรรมชาตินั้นเกิดขึ้นในความหมายแคบ ๆ ของคำกราไฟท์เทียมบทความนี้จะวิเคราะห์และอภิปรายความแตกต่างและการเชื่อมต่อระหว่างกราไฟท์ธรรมชาติและกราไฟท์เทียมในความหมายแคบ

กราไฟท์ธรรมชาติมีผลึกที่ได้รับการพัฒนาค่อนข้างดี ระดับของกราฟิคของกราไฟท์เกล็ดธรรมชาติมักจะสูงกว่า 98%ในขณะที่กราไฟท์ microcrystalline ธรรมชาติมักต่ำกว่า 93%
ระดับของการพัฒนาคริสตัลในกราไฟท์เทียมขึ้นอยู่กับวัตถุดิบและอุณหภูมิการบำบัดความร้อน โดยทั่วไปยิ่งอุณหภูมิการบำบัดความร้อนสูงเท่าใดก็ยิ่งระดับกราฟดีขึ้น ปัจจุบันระดับของการกราฟิกของกราไฟท์เทียมที่ผลิตโดยทั่วไปจะต่ำกว่า 90%

Flake Graphite เป็นผลึกเดี่ยวที่มีโครงสร้างจุลภาคที่ค่อนข้างเรียบง่าย มันมีเพียงข้อบกพร่องของผลึก (เช่นข้อบกพร่องของจุด, การเคลื่อนที่และความผิดพลาดในการซ้อน) ส่งผลให้เกิดลักษณะโครงสร้าง macroscopic anisotropic กราไฟท์ microcrystalline ธรรมชาติมีธัญพืชขนาดเล็กโดยมีการจัดเรียงแบบสุ่มและรูขุมขนเป็นผลมาจากการกำจัดสิ่งสกปรก มันจัดแสดงลักษณะโครงสร้าง macroscopic isotropic
กราไฟท์เทียมสามารถพิจารณาได้ว่าเป็นวัสดุหลายเฟสซึ่งประกอบด้วยเฟสกราไฟท์ที่ได้มาจากอนุภาคคาร์บอนเช่นโค้กปิโตรเลียมหรือพิทช์โค้กเฟสกราไฟท์ที่ได้มาจากเครื่องผูกถ่านหินรอบอนุภาคและรูขุมขนที่เกิดจากการสะสมของอนุภาค

โดยทั่วไปแล้วกราไฟท์ธรรมชาติมีอยู่ในรูปแบบผงและสามารถใช้เพียงอย่างเดียว แต่มักจะรวมกับวัสดุอื่น ๆ
กราไฟท์เทียมมาในรูปแบบที่หลากหลายรวมถึงผงไฟเบอร์และบล็อก ในแง่ที่แคบกว่ากราไฟท์เทียมมักจะอยู่ในรูปแบบบล็อกและจำเป็นต้องประมวลผลเป็นรูปร่างเฉพาะก่อนการใช้งาน

กราไฟท์ธรรมชาติและกราไฟท์เทียมมีความคล้ายคลึงกัน แต่ยังแสดงความแตกต่างในประสิทธิภาพ ตัวอย่างเช่นกราไฟท์จากธรรมชาติและเทียมเป็นตัวนำที่ดีของความร้อนและไฟฟ้า อย่างไรก็ตามสำหรับผงกราไฟท์ที่มีความบริสุทธิ์และขนาดอนุภาคเดียวกันกราไฟท์เกล็ดธรรมชาติมีค่าการนำความร้อนและไฟฟ้าที่ดีที่สุดตามด้วยกราไฟท์ microcrystalline ธรรมชาติและกราไฟท์เทียมมีระดับต่ำสุด
กราไฟท์แสดงการหล่อลื่นที่ดีและความเป็นพลาสติกในระดับหนึ่ง กราไฟท์เกล็ดธรรมชาติที่มีผลึกที่ได้รับการพัฒนามาอย่างดีและค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำแสดงให้เห็นถึงการหล่อลื่นที่ดีที่สุดและความเป็นพลาสติกสูงสุด กราไฟท์ผลึกหนาแน่นและกราไฟท์ cryptocrystalline อันดับที่สองในขณะที่กราไฟท์เทียมทำงานได้ไม่ดี

กราไฟท์มีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมมากมายทำให้ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเช่นโลหะวิทยาเครื่องจักรวิศวกรรมไฟฟ้าสารเคมีสิ่งทอและการป้องกัน แอปพลิเคชันของกราไฟท์ธรรมชาติและสังเคราะห์ซ้อนทับกันและแตกต่างกัน
ในอุตสาหกรรมการตรวจทางโลหะวิทยากราไฟท์เกล็ดธรรมชาติเนื่องจากมีความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันที่ยอดเยี่ยมใช้ในการผลิตวัสดุทนไฟเช่นอิฐแมกนีเซียคาร์บอนและอิฐอลูมินาคาร์บอน
กราไฟท์เทียมสามารถใช้เป็นขั้วไฟฟ้าเหล็กในขณะที่อิเล็กโทรดที่ทำจากกราไฟท์ธรรมชาตินั้นยากที่จะใช้ในสภาพการทำงานที่รุนแรงขึ้นของเตาเผาเหล็กไฟฟ้าที่รุนแรงขึ้น
ในอุตสาหกรรมเครื่องจักรกลกราไฟท์มักใช้เป็นวัสดุทนต่อการสึกหรอและหล่อลื่น กราไฟท์เกล็ดธรรมชาติมีการหล่อลื่นที่ยอดเยี่ยมและมักใช้เป็นสารเติมแต่งน้ำมันหล่อลื่น
ในอุปกรณ์ที่ขนส่งสื่อการกัดกร่อนแหวนลูกสูบซีลและตลับลูกปืนที่ทำจากกราไฟท์สังเคราะห์นั้นใช้กันอย่างแพร่หลายไม่จำเป็นต้องใช้น้ำมันหล่อลื่น
นอกจากนี้ยังสามารถใช้คอมโพสิตกราไฟท์และพอลิเมอร์เรซิ่นตามธรรมชาติในแอปพลิเคชันที่กล่าวถึงข้างต้น แต่ความต้านทานการสึกหรอของพวกเขานั้นด้อยกว่าของกราไฟท์สังเคราะห์ กราไฟท์เทียมมีความต้านทานการกัดกร่อนการนำความร้อนที่ดีและการซึมผ่านต่ำ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเคมีเพื่อผลิตอุปกรณ์เช่นเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนถังปฏิกิริยาหอคอยการดูดซับและตัวกรอง

นอกจากนี้ยังสามารถใช้คอมโพสิตกราไฟท์และพอลิเมอร์เรซิ่นธรรมชาติในพื้นที่เหล่านี้ได้ แต่การนำความร้อนและความต้านทานการกัดกร่อนของพวกเขาจะด้อยกว่ากราไฟท์เทียม

การพัฒนาผลิตภัณฑ์กราไฟท์ใหม่ที่ใช้กระบวนการผลิตกราไฟท์เทียมไม่ได้เป็นหัวข้อใหม่ในอุตสาหกรรมกราไฟท์เทียมอีกต่อไป ผลิตภัณฑ์คาร์บอนกราฟิตจำนวนมากผลิตโดยใช้กราไฟท์ธรรมชาติเป็นวัตถุดิบหลักหรือรองตามกระบวนการผลิตกราไฟท์เทียมและบางส่วนก็กลายเป็นอุตสาหกรรมขนาดใหญ่

แท่งคาร์บอนแบตเตอรี่ของ Zinc-Manganese:แท่งคาร์บอนสำหรับแบตเตอรี่ Zinc-Manganese (หรือที่รู้จักกันทั่วไปว่าเป็นเซลล์แห้ง) ผลิตโดยใช้กราไฟท์ microcrystalline ธรรมชาติและสนามน้ำมันถ่านหินเป็นวัตถุดิบหลักผ่านกระบวนการผสม, การอัดรีด, การคั่ว, การตัดเฉือนและการทำให้แว็กซ์

ส่วนใหญ่ใช้ประโยชน์จากค่าการนำไฟฟ้าที่สูงและต้นทุนต่ำของกราไฟท์ microcrystalline ธรรมชาติผลิตภัณฑ์เหล่านี้มีความต้องการปริมาณขี้เถ้าต่ำ แต่ความต้องการที่เข้มงวดสำหรับสิ่งสกปรกเช่นเหล็กและซัลเฟอร์

แปรงกราไฟท์ธรรมชาติ:แปรงมอเตอร์ผลิตขึ้นโดยใช้กราไฟท์เกล็ดธรรมชาติและสนามน้ำมันถ่านหินเป็นวัตถุดิบหลักผ่านกระบวนการผสมการหลอมละลายการบดการขึ้นรูปการคั่ว (และกราฟิคถ้าจำเป็น) และการตัดเฉือน

วัสดุนี้ใช้ประโยชน์จากการนำไฟฟ้าสูงและการวางแนวของกราไฟท์เกล็ดธรรมชาติ มันต้องใช้สิ่งสกปรกในระดับต่ำเช่นเหล็กและกำมะถันและปริมาณเถ้าไม่สูงกว่า 2% ควรใช้ความระมัดระวังในระหว่างการตัดเฉือนเพื่อให้แน่ใจว่าการปฐมนิเทศของเกล็ด

วัสดุกราไฟท์คาร์บอนเชิงกล:ทำจากสนามกราไฟท์และถ่านหินเป็นหลักวัสดุนี้ผลิตผ่านกระบวนการผสมการสะบัดการบดการปั้นและการคั่ว ต้องใช้การตัดเฉือนที่แม่นยำตามข้อกำหนดของแอปพลิเคชัน

จากตัวอย่างข้างต้นจะเห็นได้ว่าเมื่อเทียบกับกราไฟท์เทียมในความหมายแคบผลิตภัณฑ์กราไฟท์คาร์บอนที่ทำจากกราไฟท์ธรรมชาติเป็นวัตถุดิบหลักหรือวัตถุดิบเสริมและผลิตตามกระบวนการผลิตกราไฟท์เทียมมีความแตกต่างในกระบวนการผลิตและประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ต่อไปนี้:

(1) อดีตมักจะต้องได้รับการรักษากราฟการทำกราฟที่อุณหภูมิสูงกว่า 2,500 องศาเพื่อให้ได้คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่ต้องการในขณะที่หลังสามารถกราฟได้หรือไม่ เพื่อลดต้นทุนการผลิตการรักษาด้วยกราฟิคมักจะไม่ดำเนินการดังนั้นจึงมีเฟส "คาร์บอน" ในโครงสร้างที่ถูกแปลงจากสนามสารยึดเกาะ คาร์บอนนี้ซึ่งตั้งอยู่รอบ ๆ อนุภาคกราไฟท์และผูกอนุภาคกราไฟท์เข้าด้วยกันมีความแข็งสูงและค่าการนำไฟฟ้าที่ต่ำกว่ากราไฟท์ธรรมชาติมากดังนั้นจึงมีผลกระทบต่อประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์

(2) เนื่องจากกราไฟท์ธรรมชาติมักจะมีอยู่ในรูปแบบผงและมีความแข็งแรงพันธะไม่ดีกับน้ำมันดินถ่านหินผลิตภัณฑ์กราไฟท์คาร์บอนที่ทำจากกราไฟท์ธรรมชาติเนื่องจากวัตถุดิบมักจะมีข้อเสียเช่นความพรุนสูงความแข็งแรงเชิงกลต่ำความต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่ไม่ดีและความต้านทานแรงกระแทกด้วยความร้อน ดังนั้นข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์จึงไม่ใหญ่เกินไปและฟิลด์แอปพลิเคชันก็มี จำกัด อย่างมาก

จากการวิเคราะห์และการอภิปรายข้างต้นผู้เขียนเชื่อว่าปัญหาทางเทคนิคดังต่อไปนี้ต้องการความสนใจเมื่อพัฒนากราไฟท์เทียมโดยใช้กราไฟท์ธรรมชาติเป็นวัตถุดิบ:

การปรับเปลี่ยนพื้นผิวของกราไฟท์ธรรมชาติเมื่อเปรียบเทียบกับวัตถุดิบคาร์บอนเช่น Petroleum Coke และ Pitch Coke, Natural Graphite มีกลุ่มการทำงานของออกซิเจนพื้นผิวน้อยลงมีการใช้งานน้อยกว่า

ดังนั้นผลิตภัณฑ์คาร์บอนกราฟิตที่ทำโดยใช้กราไฟท์ธรรมชาติโดยเฉพาะอย่างยิ่งกราไฟท์เกล็ดธรรมชาติเป็นวัตถุดิบหลักและการใช้กระบวนการผลิตกราไฟท์เทียมย่อมประสบกับคุณสมบัติเชิงกลที่ไม่ดีอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ การรักษาพื้นผิวที่เหมาะสมของกราไฟท์ธรรมชาติเป็นสิ่งจำเป็นในการเพิ่มเนื้อหาของกลุ่มการทำงานของออกซิเจนพื้นผิว

การทำให้บริสุทธิ์ของกราไฟท์ธรรมชาติวัตถุดิบคาร์บอนเช่น Petroleum Coke และ Pitch Coke ค่อนข้างบริสุทธิ์โดยทั่วไปจะมีเนื้อหาต่ำกว่า 0.5% อย่างไรก็ตามกราไฟท์ธรรมชาติที่ประมวลผลผ่านการลอยตัวนั้นค่อนข้างบริสุทธิ์โดยทั่วไปจะมีปริมาณคาร์บอนต่ำกว่า 90% ดังนั้นผลิตภัณฑ์คาร์บอนกราฟิตที่ทำจากกราไฟท์ธรรมชาติมักจะมีความบริสุทธิ์ต่ำและประสิทธิภาพโดยรวมที่ไม่ดี จำกัด พื้นที่การใช้งานของพวกเขา การรักษากราไฟท์ธรรมชาติเป็นวิธีหนึ่งในการแก้ไขปัญหานี้

การทำให้บริสุทธิ์ทางเคมีมีราคาไม่แพง แต่กระบวนการซักผ้าใช้น้ำจำนวนมากและทำให้เกิดมลพิษอย่างมีนัยสำคัญ ในทางกลับกันการทำให้บริสุทธิ์อุณหภูมิสูงมีราคาแพงกว่า บางคนแนะนำให้เตรียมกราไฟท์บล็อกก่อนโดยใช้กระบวนการผลิตสำหรับกราไฟท์เทียมจากนั้นให้การรักษาความร้อนอุณหภูมิสูงสูงกว่า 2,500 องศาเพื่อกราฟเฟส "คาร์บอน" ในขณะที่ลบสิ่งเจือปนออกจากเฟสกราไฟท์ธรรมชาติ อย่างไรก็ตามสิ่งนี้จะเพิ่มต้นทุนการผลิตและประการที่สองข้อบกพร่องที่เกิดจากการระเหยของสิ่งสกปรกมักจะนำไปสู่ประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ที่ลดลง

ขนาดอนุภาคกราไฟท์ธรรมชาติเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของกระบวนการและผลิตภัณฑ์ผลิตภัณฑ์คาร์บอนกราฟิตส่วนใหญ่ยกเว้นผลิตภัณฑ์คาร์บอนกราฟิตที่มีโครงสร้างดีต้องใช้วัตถุดิบคาร์บอนที่มีขนาดอนุภาคที่แตกต่างกันในระหว่างกระบวนการแบทช์ สำหรับผลิตภัณฑ์รูปแบบขนาดใหญ่ขนาดอนุภาควัตถุดิบของวัตถุดิบคาร์บอนสามารถถึง 16 มม. อย่างไรก็ตามกราไฟท์จากธรรมชาติที่ประมวลผลโดยการลอยอยู่ในรูปแบบผงละเอียดที่มีขนาดอนุภาคตั้งแต่สิบถึงหลายร้อยไมครอน ดังนั้นการใช้กราไฟท์จากธรรมชาติเป็นวัตถุดิบ จำกัด เฉพาะการผลิตผลิตภัณฑ์คาร์บอนกราฟิตโครงสร้างดี

แม้ว่ากราไฟท์ microcrystalline ธรรมชาติที่มีขนาดอนุภาคที่แตกต่างกันมีอยู่ แต่ความบริสุทธิ์ต่ำและค่าใช้จ่ายในการทำให้บริสุทธิ์อุณหภูมิสูงทำให้มีราคาแพง ดังนั้นจึงไม่มีรายงานของผลิตภัณฑ์คาร์บอนกราฟต์โครงสร้างหยาบที่ผลิตโดยใช้กราไฟท์ microcrystalline ธรรมชาติเป็นวัตถุดิบ เพื่อแก้ไขปัญหาการขาดแคลนกราไฟท์ธรรมชาติขนาดใหญ่ขอแนะนำให้ใช้กระบวนการ "coking ทุติยภูมิ" ที่ใช้ในอุตสาหกรรมกราไฟท์เทียมเพื่อประมวลผลวัตถุดิบคาร์บอนแบล็ก

ปริมาณการหดตัวในระหว่างกระบวนการผลิตในระหว่างการผลิตกราไฟท์เทียมโดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างการกราฟิกอะตอมคาร์บอนค่อยๆเปลี่ยนไปสู่โครงสร้างกราไฟท์ปกติส่งผลให้ปริมาณการหดตัวอย่างมีนัยสำคัญในผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป
การหดตัวของหนังสือเล่มนี้มีข้อได้เปรียบในการเพิ่มความหนาแน่นของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป แต่การหดตัวที่ไม่สม่ำเสมอสามารถทำให้เกิดการแตกร้าวได้อย่างง่ายดาย ในทางกลับกันกราไฟท์จากธรรมชาติจะได้รับการหดตัวของปริมาณน้อยลงในระหว่างการทำคาร์บอเนตและกระบวนการกราฟิกทำให้เกิดความหนาแน่นต่ำและคุณสมบัติเชิงกล
นอกจากนี้เมื่อพัฒนากราไฟท์เทียมจากกราไฟท์ธรรมชาติต้องพิจารณาต้นทุนการผลิตโดยรวม
ราคาของกราไฟท์ธรรมชาติหลังจากการลอยตัวคล้ายกับของโค้กปิโตรเลียมและพิทช์โค้ก หลังจากการทำให้บริสุทธิ์ต่อปริมาณคาร์บอนที่ 98%ราคาของกราไฟท์ธรรมชาติเกือบสองเท่าของโค้กปิโตรเลียมและพิทช์โค้ก ดังนั้นยกเว้นผลิตภัณฑ์คาร์บอนกราฟต์ที่กล่าวมาข้างต้นซึ่งได้จัดตั้งอุตสาหกรรมที่สำคัญไปแล้วเส้นทางและมาตรการทางเทคนิคที่เสนอส่วนใหญ่จะเพิ่มต้นทุนการผลิตอย่างมีนัยสำคัญ

โดยสรุปการพัฒนาผลิตภัณฑ์กราไฟท์เทียมโดยใช้กราไฟท์ธรรมชาติเป็นวัตถุดิบเป็นวิธีการสำคัญในการขยายการประยุกต์ใช้กราไฟท์ธรรมชาติ
Natural Graphite ถูกใช้เป็นวัตถุดิบเสริมในการผลิตกราไฟท์เทียมบางอย่าง แต่การพัฒนาผลิตภัณฑ์กราไฟท์เทียมโดยใช้กราไฟท์ธรรมชาติเป็นวัตถุดิบหลักยังคงนำเสนอความท้าทายมากมายที่จำเป็นต้องได้รับการแก้ไข
วิธีที่ดีที่สุดในการบรรลุเป้าหมายนี้คือการเข้าใจและใช้โครงสร้างและคุณสมบัติของกราไฟท์ธรรมชาติอย่างเต็มที่และใช้เส้นทางกระบวนการและวิธีการที่เหมาะสมในการผลิตผลิตภัณฑ์กราไฟท์เทียมที่มีโครงสร้างคุณสมบัติและแอปพลิเคชันพิเศษ