新型石墨材料——等静压石墨是如何加工生产的

时间：2022-01-09

碳素厂领域通过前2年的迅速发展趋势，现阶段已步入稳定快速发展阶段，一般石墨电级销售市场已趋向饱和状态，碳素厂领域相继向别的特殊石墨原材料发展趋势，这也是新型产业如中国核工业、半导体材料、电子器件、等行业领域发展趋势的要求。在其中比较普遍的则是等静压石墨。

等静压石墨与一般石墨原材料对比，具备显著的出色性能，如耐温性更强，温度越高其冲击韧性越高，构造细致高密度，匀称性好，线膨胀系数低，耐热震性能好，耐溶剂腐蚀强，传热导电性性能优良，因而等静压石墨在冶金工业、**化学、电气设备、、中国核工业、半导体材料等工业生产行业具备广泛运用。

等静压石墨的生产工艺从上面可以粗略地掌握到。与一般石墨电级生产制造不一样，等静压石墨的生产工艺流程更加繁杂，对原料的需求也更为严苛。实际分流程来详细介绍。

1、原料

生产制造等静压石墨的原料包含石料和黏结剂。骨料通常是用煅烧石油焦和沥清焦，或是地沥青焦，为了更好地依据不一样的主要用途开展商品性能的调节，也有效碳黑、人工合成石墨做添加物的状况。一般情形下煅烧石油焦和沥清焦必须在1200～1400℃下开展锻烧，除去水份及挥发份后才可以应用。可是为了更好地提升制品的机械设备性能和构造高密度性，也是有真接用生焦做原料生产制造等静压石墨的。生焦的特性是带有挥发份，具备自煅烧性，与黏结剂焦同歩胀大和收拢。

黏结剂通常应用沥青胶泥，不一样的机器设备标准和加工工艺规定，应用的沥青胶泥变软点从50℃到250℃的都是有。等静压石墨的性能受原料的危害巨大，对原料的优选是能不能生产制造派出所必须的最后商品的重要环节。加料前务必对原料特点和匀称性开展严苛查验。

2、研磨成粉

等静压石墨的石料粒度分布通常需要做到20um下列。现阶段较细致的等静压石墨，较大颗粒物直径为1μm，是十分细的。一般来说，应用鸿程较细立柱式磨可以一次磨坏10-20μm，配二次等级分类系统软件可以分离出来2~3μm的**微粉。

3、混捏

将研磨好的粉末状和沥青胶泥黏结剂按占比投放到加热型混捏机中开展混捏，使粉末状焦粒表层匀称粘附一层沥清。混捏结束后，取下印花胶浆，使其制冷。与石墨电级生产制造对比，生产制造等静压石墨混捏时沥清量要多一些，温度要高一些，时间更长一些。

4、二次研磨成粉

印花胶浆通过粉碎、二次研磨成粉，而且筛余成几十至几百微米粒度分布的颗粒物后混和匀称，作为压型彩钢板原料，称为压粉。二次研磨成粉的机器设备还可以应用鸿程较细立磨。

5、成形

有别于一般的挤压加工和模压成型，等静压石墨是使用冷等静压技术性成形的。将原料压粉添充到橡胶模具中，根据高频率磁感应震动，促使压粉获得密实度，密封性后开展真空包装，排出来粉末状颗粒物间的气体，放进配有水或油等液态物质的压力容器中，充压到100～200 MPa，抑制成圆柱体、长方型、圆桶、钳锅等不一样样式的商品。虽然石墨在结晶学特点上是各种各样的，但从总体上看，等静压石墨则是各向异性的。现阶段，碳素厂领域用以生产制造等静压石墨的冷等静压机较大规格型号是Φ2150mm×4700 mm，较大压力180MPa。

6、培烧

在焙烧全过程中，石料和黏结剂中间产生错综复杂的化学变化，黏结剂溶解，释放出来很多挥发份，与此同时开展缩聚。等静压石墨因为构造细腻，培烧全过程规定要尤其迟缓，并且炉内温度要十分匀称，尤其是在沥清挥发份大幅度排出来的气温环节，加温全过程要慎重开展，提温速率不可以**出1℃/h，炉内温度差规定低于20℃，此加工工艺必须约1～2个月的时间。

7、预浸

培烧全过程中，沥青胶泥挥发份被排出来，留有微小的张口出气孔。为了更好地提升制品的体积密度、冲击韧性、导电率、导热率、抗化学变化性，可以用充压浸渍法开展解决，即根据张口出气孔把沥青胶泥预浸到制品内部。制品要先开展加热，随后在预浸罐里真空包装减压蒸馏，再把融化好的沥青胶泥添加预浸罐里，充压使预浸剂沥清进到制品内部。通常等静压石墨要通过多次的预浸—培烧循环系统。

8、石墨化

把培烧后的制品加温到约3000℃，碳原子晶格常数井然有序排序，进行由炭向石墨的变化，叫石墨化。石墨化方式有艾奇逊法、内火串连法、高频率磁感应法等。通常的艾奇逊法，制品从装炉到出炉，大概必须1～1.5个月的时间。每炉可以解决几吨到几十吨的培烧品。石墨化时，制品的体积密度、导电率、导热率及耐腐蚀性能获得非常大程度上的改进，机械加工制造性能也取得了改进。但石墨化会降 ** 品的抗折强度。

9、查验

石墨化时，还必须对制品的相对密度、强度、抗压强度、电阻、灰份等指标值开展查验，以分辨是不是做到指标值规定。

10、纯化

等静压石墨在用以半导体材料、光伏电池、核能等行业时，对纯净度的标准很高，务必用**化学方式将残渣去除。通常作法是把石墨化制品放进卤素灯泡汽体中加温到约2000℃，残渣就被卤化物成低熔点的卤化而蒸发祛除。几乎任何的石墨化制品中的残渣原素均能用氢气卤化物祛除。可是硼元素除外，它只有氟化氢祛除。

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