高纯石墨的生产工艺与石墨电极的生产工艺不同。高纯石墨需要各向同性的原材料,需要将原材料磨成更细的粉末,采用等静压技术,烘烤周期长,为了达到所需的密度,需要多次浸渍-烘烤循环,并且石墨化周期也比普通石墨长很多。下面天盛达石墨小编介绍高纯石墨与石墨电极的生产工艺不同:
1、原材料
生产高纯石墨的原料,包括骨料、粘合剂和浸渍材料。骨料通常由针状石油焦和沥青焦制成,生产高纯石墨产品选用高纯或高温煤焦油沥青,浸渍剂基本上与粘合剂相同。
2、煅烧/纯化
所选骨料,因其焦化温度或煤龄不同,其内部结构中都含有一定程度的水分、杂质或挥发物。如果不预先排除这些物质,直接用它们生产石墨材料,会影响产品的质量和性能,所以应对选定的骨料进行煅烧或提纯处理。
3、铣削
对于石墨生产的固体物料来说,虽然经过煅烧或提纯后块体尺寸有所减小,但颗粒尺寸仍然比较大,且易挥发,成分不均匀,需要粉碎骨料以达到配料粒度要求。高纯石墨骨料粒径通常达到20μm。目前,研磨平均粒径为10~20μm的粉末采用立式辊磨机。
4、颗粒
研磨后的粉末是分散且不均匀的,需与煤焦油沥青粘结剂按一定比例混合后放入加热式捏合机中混合捏合,使物料分布均匀,使粘结剂均匀、薄薄地包裹在粉粒表面。并渗透、渗透到粉末颗粒的表面。
5、成型
目前碳素的成型方法有多种,主要方法有挤压成型、模压成型、振动成型、等静压成型。高纯石墨生产采用等静压方法,有冷等静压和热等静压。等静压成型是将材料置于软模具中,致密、密封后抽真空,进入等静压机缸内,模外的液体以相同的压力从各个方向作用在模具上,压制成圆柱形或长方形的制品。所得产品具有各向同性的结构和性能,这是等静压石墨产品的最大优点。
6、烘焙
碳素制品经煅烧后进入烘烤工序,即将原料块置于隔离环境中,经过热处理(1000℃左右),使粘结剂炭化成粘结剂焦。这是一个缓慢的过程,整个过程分为几个阶段,每个阶段发生一系列的物理化学反应,包括碳集料表面生成一定厚度的粘结剂膜、粘结剂液体迁移、沥青蒸气毛细管冷凝、气化和表面扩散。
7 浸渍
浸渍的目的是将熔融沥青等浸渍剂浸渍到制品在煅烧过程中形成的微小孔隙和骨料焦炭颗粒中存在的开放孔隙中,以提高堆积密度、导电率、机械强度、化学腐蚀等。浸渍一般采用压力浸渍的方式进行,产品必须先预热,然后在浸渍罐中真空脱气,然后将好的煤焦油沥青加入浸渍罐中,加压使浸渍剂沥青进入内部。
8 石墨化
石墨化是指通过热活化使热力学不稳定的非石墨碳转变为石墨的高温热处理过程。碳烤品经2000~2800℃高温石墨化,使碳制品中碳原子点阵的混沌层状结构,转变为三维有序层状结构,同时去除杂质。石墨化方法有艾奇逊法、内热串联法、中频感应法。