什么是石墨微晶，与石墨烯的差异？
石墨微晶是石墨材料中具有各向异性的微小晶体部分，其尺度通常在微米量级，由六角碳原子平面网层堆叠构成，可通过X射线或电子衍射观察到。
- 石墨微晶的制备方法
石墨微晶的制备方法
石墨微晶的制备主要涉及原料提纯、插层处理和深加工等步骤。
- 原料提纯
- 浮选法：通过多段磨矿、多次选别工艺分离微晶石墨与脉石矿物（如高岭石、石英等），常用捕收剂（煤油、柴油）和抑制剂（水玻璃）提高纯度至90%左右。
- 高温法：在2700℃惰性气氛下加热，利用杂质（如硅酸盐）气化实现提纯，固定碳含量可达99.995%，但成本较高。
- 化学法：包括碱酸法、氢氟酸法和氯化焙烧法，通过酸碱反应溶解杂质，适用于高纯度微晶石墨生产。
- 插层与膨胀处理
化学插层法：将微晶石墨粉体与浓硫酸、高锰酸钾等插层剂混合，形成可膨胀微晶石墨，提升电化学性能（如用于电池电极）。
氧化处理：通过强氧化剂（如双氧水）引入含氧官能团，改善石墨层间结构，便于后续剥离或复合。
- 深加工技术
石墨烯制备：以微晶石墨为碳源，通过化学气相沉积（CVD）或氧化还原法合成石墨烯/硅碳复合材料。
负极材料改性：通过硬碳包覆、球形化处理或与磷酸铁锂复合，提升微晶石墨在锂离子电池中的性能。
二、与石墨烯结构和性能差异
1.结构差异
1）维度与层数
石墨微晶是三维层状结构，由多层石墨烯（通常超过10层）通过范德华力堆叠而成，层间距约0.335 nm。石墨烯是单层碳原子构成的二维材料，厚度仅0.34 nm，为石墨微晶的基本结构单元。
2）晶体排列
石墨微晶的层间堆垛方式多样（如AB、ABC型），存在晶格缺陷和位错。
石墨烯的碳原子以完美六角蜂巢晶格排列，无层间相互作用。
2.性能差异
1）导电性与导热性
石墨微晶的导电性受层间电阻影响，导热性随温度升高而降低。
石墨烯的电子迁移率高达200,000 cm²/(V·s)，导热系数达5000 W/(m·K)，性能显著优于石墨微晶。
2）机械性能
石墨微晶层间易滑动，硬度较低（莫氏硬度1-2）。
石墨烯的强度是钢的200倍，杨氏模量达1 TPa。
3）化学稳定性
石墨微晶在高温下易氧化，需惰性气体保护。
石墨烯的化学惰性更强，但边缘易被官能化。
4）应用领域
石墨微晶用于耐火材料、润滑剂等传统工业。
石墨烯应用于柔性电子、量子计算等前沿领域。
小结
石墨微晶与石墨烯虽同属碳材料家族，但结构维度与性能差异显著：石墨微晶作为三维层状晶体，具有耐高温、导电润滑等特性，适用于传统工业；而石墨烯凭借单原子层结构展现出超强力学、电学性能，是前沿科技的核心材料。两者在新能源、电子等领域的互补性应用，共同推动碳材料技术的革新。