專利名稱：一種細結(jié)構(gòu)的高密度、高強度石墨制品的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石墨制品的生產(chǎn)方法，尤其涉及一種細結(jié)構(gòu)的高密度、高強度石墨制品的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
石墨制品是采用石油焦等為原料，煤浙青等為粘接劑，經(jīng)破碎、配料、混捏、成型、燒結(jié)、浸潰、石墨化、機械加工等一系列工藝制造的一種耐高溫抗氧化的導(dǎo)電材料。廣泛應(yīng)用于冶金、化工、航天、電子、機械、建材、核能等不同領(lǐng)域，如做耐磨用的軸承、密封環(huán)；電火花加工用電極、電解加工用電極；連續(xù)澆鑄用結(jié)晶器；半導(dǎo)體生產(chǎn)用加熱器、坩堝、爐襯；燒結(jié)模具及航空航天飛行器燃氣舵及發(fā)動機保護套等。目如國內(nèi)生廣石墨制品如石墨電極等米用的石油焦等原料，其一次顆粒粒徑大于 76 μ m,并采用混捏的方式和低熔點浙青粘接劑以及其他添加成分混合。由于一次顆粒的粒徑較大、粘度大，導(dǎo)致石墨制品的各向同性較差，最終引起石墨制品性能的差異。另外由于混捏屬于干混的一種，而粘接劑有一定的粘性，混捏的方式極易導(dǎo)致材料組分分布的不均勻，而由于混合不均勻的各種組分在溫度變化情況下的收縮比、收縮速度的不同，導(dǎo)致石墨制品容易在生廣過程中廣生內(nèi)裂，最終引起石墨制品的報廢，大大提聞了石墨制品的生廣成本。

發(fā)明內(nèi)容
基于上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種細結(jié)構(gòu)的高密度、高強度石墨制品的生產(chǎn)方法。其技術(shù)解決方案是—種細結(jié)構(gòu)的聞密度、聞強度石墨制品的生廣方法，其包括以下步驟將制取石墨制品的原材料粉碎至粒度<5um，然后將其與溶劑和粘接劑混合均勻，再依次經(jīng)干燥、成型、焙燒、浸潰、石墨化與機械加工制得石墨制品成品。進一步的，先將溶劑和粘接劑混合均勻，再向混合均勻的液體中加入粉碎后的原材料并繼續(xù)混勻。更進一步的，粉碎后的原材料在與溶劑和粘接劑混合之前對其進行形貌處理，以進一步保證原材料的各向同性，同時增加原材料的振實密度和粒度分布范圍。上述原材料優(yōu)選石油焦或炭黑,原材料中揮發(fā)分含量< 15%,硫含量< O. 4%。上述溶劑優(yōu)選水、酒精、乙二醇或甲苯；上述粘接劑優(yōu)選浙青、焦油或樹脂，進一步優(yōu)選高溫改性浙青。進一步的，溶劑與原材料的重量比為99 : I I : 99，粘接劑占原材料重量的
O.1% 100%ο更進一步的,粉碎后的原材料與溶劑和粘接劑混合成衆(zhòng)料時，向衆(zhòng)料中加入防沉降劑和/或石墨化促進劑。
上述防沉降劑優(yōu)選羧甲基纖維素鈉或聚環(huán)氧乙烯；上述述石墨化促進劑優(yōu)選鈦、鐵、釩及其氧化物、氧化硅或氧化鋁。進一步的，優(yōu)選防沉降劑和石墨化促進劑一并加入漿料中，所加入的防沉降劑占原材料重量的O. 1% 10%，所加入的石墨化促進劑占原材料重量的O. 1% 10%。更進一步的，焙燒與浸潰步驟可根據(jù)產(chǎn)品用途或其他要求重復(fù)進行，一般優(yōu)選焙燒與浸潰步驟重復(fù)進行O 20次。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是本發(fā)明通過將原材料粉碎至顆粒度彡5um，解決了采用現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的石墨制品存在各向異性的問題，同時通過濕混的混料方式，將用于制備石墨制品的各組分進行充分的混合，避免了由于溫度變化造成的彈性形變而引起的內(nèi)裂等問題，提高了石墨制品的各項性能，降低了石墨制品的生產(chǎn)成本。


圖I為本發(fā)明實施例I中制得的石墨制品的SEM圖；圖2為本發(fā)明實施例2中制得的石墨制品的SEM圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明。實施例I稱取IOOkg石油焦,石油焦中揮發(fā)分含量< 15%,硫含量< O. 4%,利用磨粉機將其進行磨粉，控制最終顆粒度彡5um。稱取200kg酒精與IOkg高溫浙青，將高溫浙青加入酒精中，攪拌均勻，然后加入磨好的石油焦，邊研磨邊攪拌均勻，制成混合漿料。將混合漿料進行噴霧干燥，保證粒度范圍控制在O. I 80um，形貌為球形，然后裝入Φ600*1500的膠套，利用等靜壓機進行等靜壓成型，制成成型制品，成型制品可為直徑為O. I 800mm的圓柱體或邊長為O. I 800mm的立方體。將成型制品裝入焙燒爐中焙燒，焙燒溫度為800攝氏度，焙燒時間為300小時，焙燒完成后再采用軟化點小于70的低溫浙青進行浸潰。然后再次進行焙燒與浸潰，如此反復(fù)共進行三次，保證石墨制品的體積密度> 1.5。再對焙燒與浸潰完成后的石墨制品在2900°C進行石墨化，石墨化時間為10天。焙燒和石墨化過程均在無氧條件下進打。石墨化完成后，隨爐溫冷卻，再進彳丁相應(yīng)的機械加工即制得石墨制品成品，如石墨電極、燒結(jié)模具等。石墨制品成品的SEM圖如圖I所示，其性能指標如下表I所示。表I
權(quán)利要求
1.一種細結(jié)構(gòu)的高密度、高強度石墨制品的生產(chǎn)方法，特征在于其包括以下步驟 將制取石墨制品的原材料粉碎至粒度< 5um，然后將其與溶劑和粘接劑混合均勻，再依次經(jīng)干燥、成型、焙燒、浸潰、石墨化與機械加工制得石墨制品成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種細結(jié)構(gòu)的高密度、高強度石墨制品的生產(chǎn)方法，其特征在于先將溶劑和粘接劑混合均勻，再向混合均勻的液體中加入粉碎后的原材料并繼續(xù)混勻。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種細結(jié)構(gòu)的高密度、高強度石墨制品的生產(chǎn)方法，其特征在于粉碎后的原材料在與溶劑和粘接劑混合之前對其進行形貌處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種細結(jié)構(gòu)的高密度、高強度石墨制品的生產(chǎn)方法，其特征在于所述原材料為石油焦或炭黑，原材料中揮發(fā)分含量< 15%,硫含量< 0. 4%。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種細結(jié)構(gòu)的高密度、高強度石墨制品的生產(chǎn)方法，其特征在于所述溶劑為水、酒精、乙二醇或甲苯；所述粘接劑為浙青、焦油或樹脂。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種細結(jié)構(gòu)的高密度、高強度石墨制品的生產(chǎn)方法，其特征在于溶劑與原材料的重量比為99 : I I : 99，粘接劑占原材料重量的0. 1% 100%。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種細結(jié)構(gòu)的高密度、高強度石墨制品的生產(chǎn)方法，其特征在于粉碎后的原材料與溶劑和粘接劑混合成漿料時，向漿料中加入防沉降劑和/或石墨化促進劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種細結(jié)構(gòu)的高密度、高強度石墨制品的生產(chǎn)方法，其特征在于所述防沉降劑為羧甲基纖維素鈉或聚環(huán)氧乙烯；所述石墨化促進劑為鈦、鐵、釩及其氧化物、氧化硅或氧化鋁。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種細結(jié)構(gòu)的高密度、高強度石墨制品的生產(chǎn)方法，其特征在于所加入的防沉降劑占原材料重量的0. 1% 10%，所加入的石墨化促進劑占原材料重量的0. 1% 10%O
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種細結(jié)構(gòu)的高密度、高強度石墨制品的生產(chǎn)方法，其特征在于焙燒與浸潰步驟重復(fù)進行0 20次。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種細結(jié)構(gòu)的高密度、高強度石墨制品的生產(chǎn)方法，其包括以下步驟將制取石墨制品的原材料粉碎至粒度≤5um，然后將其與溶劑、粘接劑、防沉降劑和石墨化促進劑混合均勻，再依次經(jīng)干燥、成型，制得圓柱體或立方體狀成型制品，再對成型制品進行焙燒、浸漬、石墨化與機械加工即可制得石墨制品成品。本發(fā)明通過將原材料粉碎至顆粒度≤5um，解決了采用現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的石墨制品存在各向異性的問題，同時通過濕混的混料方式，將用于制備石墨制品的各組分進行充分的混合，避免了由于溫度變化造成的彈性形變而引起的內(nèi)裂等問題，提高了石墨制品的各項性能，降低石墨制品的生產(chǎn)成本。
文檔編號C01B31/04GK102807207SQ201210261399
公開日2012年12月5日 申請日期2012年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月26日
發(fā)明者劉成全 申請人:青島瀚博電子科技有限公司