[發(fā)明專利]一種等靜壓石墨的制備方法

無效

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• 申請日: 2013-03-15
• 公開（公告）號: CN103121671A
• 公開（公告）日: 2013-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張士公;楊棟梁;馬歷喬
• 申請（專利權(quán)）人: 四川廣漢士達炭素股份有限公司
• 主分類號: C01B31/04
• 分類號: C01B31/04
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責(zé)任公司 51200
• 代理人: 舒啟龍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石墨材料的制備領(lǐng)域，特別是涉及一種等靜壓石墨材料的制備方法。

背景技術(shù)

等靜壓石墨是二十世紀60年代發(fā)展起來的一種新型石墨材料，具有一系列優(yōu)異的性能。譬如，等靜壓石墨的耐熱性好，在惰性氣氛下，隨著溫度的升高其機械強度不但不降低，反而升高，在2500℃左右時達到最高值；與普通石墨相比，結(jié)構(gòu)精細致密，而且均勻性好；熱膨脹系數(shù)很低，具有優(yōu)異的抗熱震性能；各向同性，在各個方向上的性能是一致的；耐化學(xué)腐蝕性強，能經(jīng)受住熔融金屬和玻璃的滲透侵蝕；導(dǎo)熱性能和導(dǎo)電性能良好；具有優(yōu)異的機械加工性能，幾乎可以加工成任意形狀的物品。正是由于具有這一系列的優(yōu)異性能，等靜壓石墨被廣泛應(yīng)用于制作直拉單晶硅用熱場（發(fā)熱體、坩鍋等）、多晶硅熔煉爐、核反應(yīng)堆堆芯結(jié)構(gòu)、放電加工用電極、連鑄金屬用石墨結(jié)晶器等等。等靜壓石墨在冶金、化學(xué)、電氣、航空宇宙及原子能工業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，而且，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域還在不斷地擴大。

與普通石墨，比如煉鋼用石墨電極、鎂電解用石墨陽極、鋁電解用石墨化陰極等等一樣，等靜壓石墨也要經(jīng)過原料的煅燒、破碎、篩分、磨粉，粘接劑的熔化，以及配料、混捏、成型、焙燒、浸漬、石墨化等工序的處理。但是，等靜壓石墨的生產(chǎn)工藝與石墨電極、石墨陽極或者是石墨化陰極截然不同。等靜壓石墨需要結(jié)構(gòu)上各向同性的原料，需要磨制成更細的粉末，需要應(yīng)用等靜壓成型技術(shù)，焙燒周期會非常的長，為了達到目標密度，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。

因為等靜壓石墨的骨料是由平均粒徑從不到1微米到幾十微米的石油焦或瀝青焦顆粒細粉構(gòu)成，比表面積很大，所以在混捏鍋里加入煤瀝青進行混捏時，煤瀝青與骨料細粉不容易混捏均勻，不易達到所要求的煤瀝青充分滲透到骨料顆粒細粉的氣孔中，并均勻的涂布在骨料顆粒細粉表面的目的。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于此，本發(fā)明目的在于提供一種骨料顆粒細粉與煤瀝青容易混捏均勻以及充分滲透均勻涂布的等靜壓石墨制備方法。

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是，提供一種等靜壓石墨的制備方法，按先后次序包括以下工序：混捏和涼料、破碎和磨粉、等靜壓成型、焙燒、浸漬和石墨化，在混捏工序前，還包括以下步驟：

a）、一次磨粉

將煅燒后的石油焦或瀝青焦經(jīng)粗碎后，用雷蒙磨、沖擊磨或氣流粉碎機進行粉碎，制成平均粒徑為10～15μm的焦粉，作為骨料；

b）、煤瀝青的磨粉

將原料煤瀝青在球磨機中快速磨粉，然后過篩，篩上料繼續(xù)投入球磨機回磨，篩下料留用；

c）、煤瀝青粉與焦粉骨料的混合

將煤瀝青粉與焦粉骨料按比例一起投入到三維混合機里進行混合。

優(yōu)選地，所述步驟b）中，磨粉為時間1～10分鐘。

優(yōu)選地，所述步驟b）中，篩目度在200目以上。

優(yōu)選地，所述步驟c）中，煤瀝青粉與焦粉骨料的重量比例分別為：煤瀝青粉40～27%、焦粉骨料60～73%。

優(yōu)選地，所述步驟c）中，混合時間0.5～3小時。

進一步地，所述制備方法的具體步驟如下：

a）、一次磨粉

將煅燒后的石油焦或瀝青焦經(jīng)粗碎后，用雷蒙磨、沖擊磨或氣流粉碎機進行粉碎，制成平均粒徑為10～15μm的焦粉，作為骨料；

b）、煤瀝青的磨粉

將原料煤瀝青在球磨機中快速磨粉，磨粉時間1～10分鐘，然后用200目篩子進行過篩，篩上料繼續(xù)投入球磨機回磨，篩下料留用；

c）、煤瀝青粉與焦粉骨料的混合

將煤瀝青粉與焦粉骨料按照重量百分比記分別為40～27%和60～73%的比例一起投入到三維混合機里進行混合，混合時間0.5～3小時；

d）、混捏和涼料

將煤瀝青粉與焦粉骨料的混合物投入到混捏鍋里加熱混捏，混捏時間1～4小時，溫度160～240℃，混捏產(chǎn)生的糊料再投入涼料鍋里進行涼料，待溫度低于60℃時出鍋；

e）、破碎和二次磨粉

冷卻后的糊料先進行破碎，然后在雷蒙磨或沖擊磨中進行二次磨粉，二次磨粉平均粒徑20～45μm；

f）、等靜壓成型、焙燒、浸漬和石墨化

將二次粉裝入橡膠模套進行等靜壓成型，成型好的坯體經(jīng)過焙燒、浸漬、石墨化等后續(xù)工藝后就制成了等靜壓石墨。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點：