高純石墨提純工藝有哪些
高純石墨提純工藝有哪些
高純石墨是指含碳量大于99.99%的石墨。高純石墨具有耐高溫、耐腐蝕、抗熱震、熱膨脹系數(shù)小、自潤滑、電阻系數(shù)小及易于機(jī)械加工等優(yōu)點(diǎn)。開展高純石墨生產(chǎn)工藝研究，提高產(chǎn)品質(zhì)量，對我國高純石墨產(chǎn)業(yè)的發(fā)展意義深遠(yuǎn)。
1 生產(chǎn)高純石墨的一般工藝流程 具體內(nèi)容可以看一看以下介紹：
高純石墨的主要生產(chǎn)工藝流程如圖1 所示。很明顯，高純石墨的生產(chǎn)工藝與石墨電極的生產(chǎn)工藝不同。高純石墨需要結(jié)構(gòu)上各向同性的原料，需要將原料磨制成更細(xì)的粉末，需要應(yīng)用等靜壓成型技術(shù)，焙燒周期長，為了達(dá)到所希望密度，需要多次的浸漬-焙燒循環(huán)， 石墨化的周期也要比普通石墨長得多。
1.1 原料
生產(chǎn)高純石墨的原料包括骨料、黏結(jié)劑和浸漬劑。骨料通常是用針狀石油焦和瀝青焦。這是因?yàn)獒槧钍徒咕哂谢曳值?一般小于1%)，在高溫下容易石墨化，導(dǎo)電與導(dǎo)熱性能好，線膨脹系數(shù)小等特性； 用瀝青焦在同樣的石墨化溫度下得到的石墨，其電阻率較大，但機(jī)械強(qiáng)度較高，所以一般生產(chǎn)石墨化產(chǎn)品時(shí)， 除石油焦外還采用一定比例的瀝青焦，以便提高產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度。黏結(jié)劑通常使用煤瀝青，它是煤焦油蒸餾加工過程中的產(chǎn)物，在常溫下為黑色固體，無固定熔點(diǎn)。
1.2 煅燒/提純
煅燒就是將各種固體炭素原料在隔離空氣的條件下進(jìn)行高溫加熱處理。選好后的骨料，由于它們的成焦溫度或成煤的地質(zhì)年代等不同，在內(nèi)部結(jié)構(gòu)中不同程度地含有水分、雜質(zhì)或揮發(fā)物，這些物質(zhì)需預(yù)先排除，否則會影響產(chǎn)品質(zhì)量和使用性能，應(yīng)對選好的骨料進(jìn)行煅燒或提純。
1.3 磨粉
用于石墨生產(chǎn)的固體材料，雖經(jīng)煅燒或提純的塊度有所減小，但粒度仍比較大，且波動較大，組成不均勻，需要將骨料粒度粉碎到配料要求。
1.4 混捏
磨制好的粉末需與煤瀝青黏結(jié)劑按一定比例配好后投入到加熱式混捏機(jī)中進(jìn)行混捏，使物料分布均勻。
1.5 成型
主要方法有擠壓成型（圖2a）、模壓成型（圖2b）、振動成型、等靜壓成型（圖2c）等4 種
1.6 焙燒
成型后的炭素制品，須經(jīng)焙燒過程，就是將壓型后的生坯在隔離空氣條件下通過熱處理（大約1 000 ℃），使黏結(jié)劑炭化為黏結(jié)劑焦。
1.7 浸漬
浸漬的目的就是將熔融瀝青等浸漬劑，充填到焙燒過程中制品內(nèi)部形成的微小氣孔以及骨料焦炭顆粒中原來存在的開口氣孔里，提高制品的體積密度、導(dǎo)電率、機(jī)械強(qiáng)度、抗化學(xué)腐蝕性等。
1.8 石墨化
石墨化是指使熱力學(xué)不穩(wěn)定的非石墨質(zhì)碳通過熱活化作用轉(zhuǎn)變?yōu)槭|(zhì)碳的高溫?zé)崽幚磉^程。
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