石墨

浸渍焙烧工艺对石墨性能的影响

发布时间:2022/7/30 18:26:34   
概要:石墨属于元素碳的一种同素异形骸,其每个碳原子的周边都毗连着其它三个碳原子陈设方法呈蜂巢式的多个六边形并以共价键体例连接,共通形成共价分子。跟着我国光伏、半导体财产的赶快进展,平等静压石墨材料的须要也赶快增加,方今我国每年要从海外入口大致的等静压石墨坯料,而我国约耗损寰球特种石墨产物的四分之一。基于此,文章就浸渍-焙烧工艺对石墨本能的影响实行扼要的剖析。

1.浸渍—焙烧工艺的概括

在等静压石墨的制备进程之中,焙烧顾名思义是将压型后的生坯置于隔离空气的前提下实行加热处置,以致黏结剂转换成焦炭的进程。生坯中所包括的沥青被安稳的包裹在炭素颗粒之间的过渡层中,因而,当其被高温转折为焦炭以后,就会在半成品中建立成界面炭网格层,其具备塔桥、加固的影响。

焙烧成品本能的优良与否,在很大的水平上由焙烧进程中沥青的改变所决意。

关于临盆等静压石墨产物来讲,一次浸渍后产物所占有的本能是远远没有抵达等静压石墨产物所理当占有的本能请求的,因而,为抬高级静压石墨产物的各项本能目标,必需对浸渍后的成品一再一再实行轮回性的再焙烧与再浸渍。此种法子是方今为了抬高级静压石墨产物的本能所采纳的较为精深的一种法子。也叫屡屡浸渍一倍烧工艺。

由于二次和二次以上的焙烧能够被以为是只针对沥青的焙烧,而浸渍剂沥青在二次或二次以上的焙烧时只是须要根基炭化便可,这个温度并不须要很高,因而,在以抬高功效和下降成本的角度为前提来实行思虑,必需合适的来改正第一次焙烧弧线。在爱护气体氩气的气氛下对浸渍沥青做热剖析测试,以便肯定浸渍沥青的焙烧工艺弧线。

冷等静压成型后的生坯在焙烧炉中的焙烧进程中,主假如茹结剂的转移和炭化以及生坯在焙烧进程中的物理化学所产生的改变。

生坯加热到—℃的时光,沥青会逐步的软化,因此坯体将会变软,体积增大,然而坯体的原料却并不会淘汰。在这个阶段,对成品实行连续加热,生坯中所存在的蒸发份将会逐步发端逸出。当成品的温度在℃左右的时光,成品中沥青的粘结才略将会下降。连续实行升温,当成品的温度在-℃的高温阶段时,硬结的设想险些己经难以再呈现。此时,成品的体积会有所紧缩,其导电性和机器强度将会增多。当成品的温度高于℃的时光,此时,成品内的蒸发份曾经整个被排出。在这个阶段,对成品再连续实行加热,成品的导电性将会连续性的加强。

2.测验剖析

2.1资料

实验用石墨冷等静压坯料为经等静压成型焙烧后的圆柱体系品,规格Φmm×70mm,原料g,密度1.47g/cm3。

浸渍剂为高残炭率、活动本能较好、黏度在~℃内低于mPa·s的中温沥青。

2.2一次焙烧

将生成品放入电阻炉内实行焙烧,0~℃升温速率20℃/h;~℃升温速率4℃/h;℃时保温10h;~℃升温速率9℃/h;~℃降温速率15℃/h;~℃降温速率20℃/h;约合10天的一次焙烧弧线。

2.3浸渍法子

将成品预加热到℃后放入浸渍罐内密封,疾速抽真空至-0.08MPa坚持min,随后介入已预热好的浸渍沥青,将成品统统淹没,通入氩气保压30min后掏出。

为了取得较好成效,哄骗正交法子肯定浸渍进程中的重要参数温度、压力和时光,如表1所示。

3.实验事实与商议

跟着体积增重的激昂,开气孔率呈降落趋向,而密度和体积增重的数据改变趋向雷同,这些瓜葛均缘于其内涵定量瓜葛,因此只选体积增重填入正交剖析表2。

剖析图1得出,浸渍沥青的热性质与冷等静压坯料如同,浸渍沥青TG弧线在℃以前根基上改变不大;在温度抬高到℃的进程中,浸渍沥青TG弧线疾速降落,同时呈现约68%的原料损失,表明在此温度局限内沥青反映猛烈。当温度超出℃后,浸渍沥青TG弧线改变幅度缓解,表明沥青炭化反映趋于均衡。

综上可知,跟着焙烧与浸渍工艺轨制的一直调度与优化,成品焙烧先后的体积密度和显气孔率均有着较大水平的改革。当统统消除了成品焙烧时开裂、氧化等表观缺点时,经由四次焙烧三次浸渍后的成品,其体积密度曾经抵达了1.74g/cm3。显气孔率抵达了9%均已统统抵达焙烧后石墨成品投入石墨化炉的准则。

4.论断

1)浸渍-焙烧工艺进程显著影响着石墨产物本能,须要对浸渍工艺、焙烧温度轨制以及浸渍-焙烧集成工艺轨制实行优化,才干取得优良的产物。

2)本实验浸渍剂采用中温沥青,采纳正交实验肯定浸渍进程优化参数为温度℃,压力1.5MPa,保持反映60min。

经由本文的测验机理剖析以及成品的本能测定等做为根据,根基曾经能够肯定较为正当的焙烧升温工艺轨制与屡屡浸渍焙烧的工艺轨制,进而为等静压石墨的最后工序打下了松软的根基。然而相关于等静压石墨产物来讲,想要真实的实行产业化临盆,依然尚有良多的办事要做,因此还须要进一步的探索。

根源:寰球商场做家:吴仕喆

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