新型石墨材料——等靜壓石墨是如何加工生產(chǎn)的

時(shí)間：2022-01-09

碳素廠領(lǐng)域通過前2年的迅速發(fā)展趨勢(shì)，現(xiàn)階段已步入穩(wěn)定快速發(fā)展階段，一般石墨電級(jí)銷售市場(chǎng)已趨向飽和狀態(tài)，碳素廠領(lǐng)域相繼向別的特殊石墨原材料發(fā)展趨勢(shì)，這也是新型產(chǎn)業(yè)如中國(guó)核工業(yè)、半導(dǎo)體材料、電子器件、等行業(yè)領(lǐng)域發(fā)展趨勢(shì)的要求。在其中比較普遍的則是等靜壓石墨。

等靜壓石墨與一般石墨原材料對(duì)比，具備顯著的出色性能，如耐溫性較強(qiáng)，溫度越高其沖擊韌性越高，構(gòu)造細(xì)致高密度，勻稱性好，線膨脹系數(shù)低，耐熱震性能好，耐溶劑腐蝕強(qiáng)，傳熱導(dǎo)電性性能優(yōu)良，因而等靜壓石墨在冶金工業(yè)、**化學(xué)、電氣設(shè)備、、中國(guó)核工業(yè)、半導(dǎo)體材料等工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)具備廣泛運(yùn)用。

等靜壓石墨的生產(chǎn)工藝從上面可以粗略地掌握到。與一般石墨電級(jí)生產(chǎn)制造不一樣，等靜壓石墨的生產(chǎn)工藝流程較加繁雜，對(duì)原料的需求也較為嚴(yán)苛。實(shí)際分流程來詳細(xì)介紹。

1、原料

生產(chǎn)制造等靜壓石墨的原料包含石料和黏結(jié)劑。骨料通常是用煅燒石油焦和瀝清焦，或是地瀝青焦，為了較好地依據(jù)不一樣的主要用途開展商品性能的調(diào)節(jié)，也有效碳黑、人工合成石墨做添加物的狀況。一般情形下煅燒石油焦和瀝清焦必須在1200～1400℃下開展鍛燒，除去水份及揮發(fā)份后才可以應(yīng)用?？墒菫榱溯^好地提升制品的機(jī)械設(shè)備性能和構(gòu)造高密度性，也是有真接用生焦做原料生產(chǎn)制造等靜壓石墨的。生焦的特性是帶有揮發(fā)份，具備自煅燒性，與黏結(jié)劑焦同歩脹大和收攏。

黏結(jié)劑通常應(yīng)用瀝青膠泥，不一樣的機(jī)器設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)和加工工藝規(guī)定，應(yīng)用的瀝青膠泥變軟點(diǎn)從50℃到250℃的都是有。等靜壓石墨的性能受原料的危害巨大，對(duì)原料的優(yōu)選是能不能生產(chǎn)制造派出所必須的最后商品的重要環(huán)節(jié)。加料前務(wù)必對(duì)原料特點(diǎn)和勻稱性開展嚴(yán)苛查驗(yàn)。

2、研磨成粉

等靜壓石墨的石料粒度分布通常需要做到20um下列?，F(xiàn)階段較細(xì)致的等靜壓石墨，較大顆粒物直徑為1μm，是十分細(xì)的。一般來說，應(yīng)用鴻程較細(xì)立柱式磨可以一次磨壞10-20μm，配二次等級(jí)分類系統(tǒng)軟件可以分離出來2~3μm的**微粉。

3、混捏

將研磨好的粉末狀和瀝青膠泥黏結(jié)劑按占比投放到加熱型混捏機(jī)中開展混捏，使粉末狀焦粒表層勻稱粘附一層瀝清?；炷蠼Y(jié)束后，取下印花膠漿，使其制冷。與石墨電級(jí)生產(chǎn)制造對(duì)比，生產(chǎn)制造等靜壓石墨混捏時(shí)瀝清量要多一些，溫度要高一些，時(shí)間較長(zhǎng)一些。

4、二次研磨成粉

印花膠漿通過粉碎、二次研磨成粉，而且篩余成幾十至幾百微米粒度分布的顆粒物后混和勻稱，作為壓型彩鋼板原料，稱為壓粉。二次研磨成粉的機(jī)器設(shè)備還可以應(yīng)用鴻程較細(xì)立磨。

5、成形

有別于一般的擠壓加工和模壓成型，等靜壓石墨是使用冷等靜壓技術(shù)性成形的。將原料壓粉添充到橡膠模具中，根據(jù)高頻率磁感應(yīng)震動(dòng)，促使壓粉獲得密實(shí)度，密封性后開展真空包裝，排出來粉末狀顆粒物間的氣體，放進(jìn)配有水或油等液態(tài)物質(zhì)的壓力容器中，充壓到100～200 MPa，抑制成圓柱體、長(zhǎng)方型、圓桶、鉗鍋等不一樣樣式的商品。雖然石墨在結(jié)晶學(xué)特點(diǎn)上是各種各樣的，但從總體上看，等靜壓石墨則是各向異性的?，F(xiàn)階段，碳素廠領(lǐng)域用以生產(chǎn)制造等靜壓石墨的冷等靜壓機(jī)較大規(guī)格型號(hào)是Φ2150mm×4700 mm，較大壓力180MPa。

6、培燒

在焙燒全過程中，石料和黏結(jié)劑中間產(chǎn)生錯(cuò)綜復(fù)雜的化學(xué)變化，黏結(jié)劑溶解，釋放出來很多揮發(fā)份，與此同時(shí)開展縮聚。等靜壓石墨因?yàn)闃?gòu)造細(xì)膩，培燒全過程規(guī)定要尤其遲緩，并且爐內(nèi)溫度要十分勻稱，尤其是在瀝清揮發(fā)份大幅度排出來的氣溫環(huán)節(jié)，加溫全過程要慎重開展，提溫速率不可以**出1℃/h，爐內(nèi)溫度差規(guī)定**20℃，此加工工藝必須約1～2個(gè)月的時(shí)間。

7、預(yù)浸

培燒全過程中，瀝青膠泥揮發(fā)份被排出來，留有微小的張口出氣孔。為了較好地提升制品的體積密度、沖擊韌性、導(dǎo)電率、導(dǎo)熱率、抗化學(xué)變化性，可以用充壓浸漬法開展解決，即根據(jù)張口出氣孔把瀝青膠泥預(yù)浸到制品內(nèi)部。制品要先開展加熱，隨后在預(yù)浸罐里真空包裝減壓蒸餾，再把融化好的瀝青膠泥添加預(yù)浸罐里，充壓使預(yù)浸劑瀝清進(jìn)到制品內(nèi)部。通常等靜壓石墨要通過多次的預(yù)浸—培燒循環(huán)系統(tǒng)。

8、石墨化

把培燒后的制品加溫到約3000℃，碳原子晶格常數(shù)井然有序排序，進(jìn)行由炭向石墨的變化，叫石墨化。石墨化方式有艾奇遜法、內(nèi)火串連法、高頻率磁感應(yīng)法等。通常的艾奇遜法，制品從裝爐到出爐，大概必須1～1.5個(gè)月的時(shí)間。每爐可以解決幾噸到幾十噸的培燒品。石墨化時(shí)，制品的體積密度、導(dǎo)電率、導(dǎo)熱率及耐腐蝕性能獲得非常大程度上的改進(jìn)，機(jī)械加工制造性能也**了改進(jìn)。但石墨化會(huì)降 ** 品的抗折強(qiáng)度。

9、查驗(yàn)

石墨化時(shí)，還必須對(duì)制品的相對(duì)密度、強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、電阻、灰份等指標(biāo)值開展查驗(yàn)，以分辨是不是做到指標(biāo)值規(guī)定。

10、純化

等靜壓石墨在用以半導(dǎo)體材料、光伏電池、核能等行業(yè)時(shí)，對(duì)純凈度的標(biāo)準(zhǔn)很高，務(wù)必用**化學(xué)方式將殘?jiān)コＭǔＷ鞣ㄊ前咽破贩胚M(jìn)鹵素?zé)襞萜w中加溫到約2000℃，殘?jiān)捅畸u化物成低熔點(diǎn)的鹵化而蒸發(fā)祛除。幾乎任何的石墨化制品中的殘?jiān)鼐苡脷錃恹u化物祛除?？墒桥鹪爻猓挥蟹瘹潇畛?。

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