本發(fā)明屬于石墨材料領(lǐng)域，具體地說，涉及一種制備特種石墨材料的原料組合物和方法。
背景技術(shù)：
中端石墨材料，即現(xiàn)有的各向異性石墨制品均采用煅后石油焦、中溫煤瀝青作為骨料和粘結(jié)劑，經(jīng)過成型、焙燒、浸漬、石墨化、機(jī)械加工等工藝生產(chǎn)而成，市場價格大眾化，但它的理化性屬各向異性，質(zhì)量穩(wěn)定性較差。
高端石墨材料，這里是指等靜壓石墨產(chǎn)品，它具有各向同性，高密度，高強(qiáng)度以及非常均勻的特性，但等靜壓的原料要求高，一般均為進(jìn)口原料，其現(xiàn)售價也高，一般為6-10萬元/噸，而且等靜壓的先進(jìn)工藝技術(shù)還掌握在國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家手中，在我國生產(chǎn)大規(guī)格、高密度、高強(qiáng)度的炭素企業(yè)屈指可數(shù)。
隨著應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬，特種石墨行業(yè)迎來全面快速的發(fā)展。特種石墨作為具備高體密、電阻率低、抗氧化、耐腐蝕、耐高溫、導(dǎo)電性能好的炭素新材料，被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、光伏太陽能、太陽能熱發(fā)電、電火花及模具加工、核能、冶金、航天等眾多領(lǐng)域。未來一段時期內(nèi)，隨著我國半導(dǎo)體、光伏太陽能、電火花及模具加工、核電等產(chǎn)業(yè)的加快發(fā)展，特種石墨的市場需求將呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢，尤其是大規(guī)格、細(xì)粒度特種石墨將具有良好的市場前景。伴隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，各個領(lǐng)域?qū)μ胤N石墨材料的性能提出了更高的要求。
特種石墨是指高強(qiáng)度、高密度、高純度的石墨制品(又稱三高石墨、等靜壓石墨)，廣泛應(yīng)用于冶金、化工、航天、電子、機(jī)械、核能等工業(yè)領(lǐng)域。尤其是大規(guī)格高質(zhì)量的高純石墨，作為替代性材料，在高科技、新技術(shù)領(lǐng)域有著寬廣的應(yīng)用空間，具有廣泛的應(yīng)用前景，被譽(yù)為21世紀(jì)最有前途的材料之一。
CN102583346A公開了一種特種石墨的制備方法，是將高純度的炭質(zhì)材料與高純度的煤瀝青于混捏機(jī)內(nèi)充分混合后進(jìn)行軋片、氣流粉碎，得到高純超細(xì)的混合焦粉；超細(xì)混合焦粉先采用冷等靜壓成型，而后采用熱等靜壓和石墨化處理，便可得到高性能的理化性能優(yōu)越，滿足各向同性的要求，工藝流程短、能耗低、生產(chǎn)成本低，系統(tǒng)產(chǎn)生的“三廢”經(jīng)處理后達(dá)標(biāo)排放，達(dá)到國家環(huán)保要求。然而采用該方法制得的特種石墨的電阻率大，線性熱膨脹系數(shù)高。
有鑒于此，特提出本發(fā)明。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決現(xiàn)有技術(shù)中特種石墨材料的各種理化指標(biāo)如體積密度、電阻率、灰份、機(jī)械強(qiáng)度欠佳等問題，本發(fā)明提供一種制備特種石墨材料的原料組合物和方法，采用該原料和方法制得的特種石墨材料具有體積密度大、純度高、耐高溫、耐腐蝕性強(qiáng)、抗氧化性強(qiáng)、氣孔率低、熱膨脹系數(shù)低等特點(diǎn)，使其各向同性的特點(diǎn)接近于等靜壓產(chǎn)品。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
一種制備特種石墨材料的原料組合物，其中，所述的原料組合物按重量百分比，其組成為:
等方焦 70～75％
中溫煤瀝青 25～30％；
優(yōu)選，所述的原料組合物按重量百分比，其組成為:
等方焦 70～72％
中溫煤瀝青 28～30％。
特種石墨材料是一種中高端石墨產(chǎn)品，具有非常好的理化性能指標(biāo)，而且為中粗顆粒各向同性材料，等靜壓石墨制品性能雖然能完全滿足各領(lǐng)域所需的生產(chǎn)工藝要求，但是其售價非常昂貴，且國內(nèi)大尺寸高性能的等靜壓石墨制品處于成長期，普通石墨材料無法達(dá)到等靜壓石墨材料的理化指標(biāo)。本發(fā)明人經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，研究分析和產(chǎn)品試生產(chǎn)，在原料選擇方面，最終確定以等方焦為骨料、中溫煤瀝青為粘結(jié)劑，有利于得到體積密度較高的焙燒品，有利于提高產(chǎn)品合格率，且中溫煤瀝青在石墨化工序容易石墨化，其最終產(chǎn)品的理化指標(biāo)能充分得到滿足，而且無限接近等靜壓石墨制品。
進(jìn)一步的，所述等方焦的粒徑范圍為0＜粒徑≤0.5mm。
石墨制品的制備工藝中，配方對石墨制品的性能參數(shù)影響較大，特別是對體積密度、氣孔率和熱膨脹系數(shù)的影響。一般來說，采用較細(xì)顆粒配方振動成型得到產(chǎn)品的體積密度大、氣孔率較小、抗折抗壓強(qiáng)度高。本發(fā)明在選料時選取高各向同性、高密度、高強(qiáng)度、低孔隙率、小孔隙的等方焦，又在配料時，采用超細(xì)磨粉、小顆粒配方，骨料的最大料徑小于等于0.5mm。
優(yōu)選，按重量百分含量計，所述等方焦的粒徑范圍與含量為:
而在0＜粒徑≤0.5mm的范圍內(nèi)，顆粒粒徑的分布又直接影響顆粒的堆積方式，顆粒堆積越緊密，石墨制品的體積密度越大、氣孔率越小，另外，在此粒徑范圍內(nèi)，如保持粒度不變， 平均粒度增加一倍，熱膨脹率下降約7％。本發(fā)明經(jīng)研究和實(shí)驗(yàn)，最終使用如下骨料配方，等方焦按0.335mm＜粒徑≤0.5mm的重量占總量的15～20wt％；0.15mm＜粒徑≤0.330mm的重量占總量的15～20wt％；0.010mm＜粒徑≤0.075mm的重量占總量的15～20wt％；0＜粒徑＜0.075mm的重量占總量的45～50wt％進(jìn)行配料，這時，不同粒徑的骨料顆粒堆積較為緊密，石墨品的體積密度、氣孔率、機(jī)械強(qiáng)度和熱膨脹系數(shù)可達(dá)到一個非常好的平衡，所制備石墨制品的體積密度大、氣孔率小、熱膨脹系數(shù)小。
作為原料組合物的一種最優(yōu)選方案，按重量百分含量計，所述等方焦的粒徑范圍與含量為:
本發(fā)明中，所述等方焦又稱各向同性焦，其真密度≥2.12g/cm3，粉末電阻率≤150μΩm，灰分≤0.25％，孔隙為25-55nm。
本發(fā)明中，粘結(jié)劑中溫煤瀝青的軟化點(diǎn)為83-86℃，結(jié)焦值為≥48％，灰分≤0.3％時；且浸漬劑浸漬瀝青的軟化點(diǎn)為83-86℃，結(jié)焦值為≥48％，喹啉不溶物≤0.25％。
本發(fā)明還提供一種制備特種石墨材料的方法，該方法包括以下步驟:等方焦的破碎、篩分、配料、加入中溫瀝青進(jìn)行混捏、振動成型、一次焙燒、一次浸漬、二次焙燒以及石墨化得到特種石墨材料；
其中，所述配料為:等方焦與中溫煤瀝青的質(zhì)量百分比為70～75％:25～30％；優(yōu)選70～72％:28～30％。
本發(fā)明采用的是振動成型方式，因此對粘結(jié)劑中溫煤瀝青的用量有嚴(yán)格的配比要求，粘結(jié)劑的用量和骨料的表面積有直接關(guān)系，骨料的粒徑越小，表面積越大，粘結(jié)劑用量則越多，但粘結(jié)劑用量過多，成型時不易振實(shí)，因而產(chǎn)品的體積密度較小，且脫模后產(chǎn)品容易形變。本發(fā)明粘結(jié)劑與骨料配比為70:75-30:25％,骨料和粘結(jié)劑在混捏后，得到的糊料基本上不呈團(tuán)塊，倒在晾料臺上大多數(shù)呈散粒狀，或少許較小的小團(tuán)塊，成型后得到體積密度較高的成型品。
本發(fā)明振動成型后的生坯的體積密度達(dá)到1.75-1.79g/cm3。
所述等方焦的粒徑范圍為0＜粒徑≤0.5mm。
優(yōu)選，按重量百分含量計，所述等方焦的粒徑范圍與含量為:
更優(yōu)選，按重量百分含量計，所述等方焦的粒徑范圍與含量為:
上述方法中，其中，所述混捏分為干混和濕混，所述干混的時間為50～55分鐘，干混的溫度為140～160℃；所述濕混是將中溫煤瀝青分兩次加入到干混后的骨料中進(jìn)行混捏，第一次加入的中溫煤瀝青的重量為總的中溫煤瀝青的75～85％，第一次混捏的時間為20～25分鐘；第二次加入的中溫煤瀝青的重量為總的中溫瀝青的15～25％，第二次混捏的時間為20～25分鐘，兩次混捏的溫度均為150～170℃。
骨料的顆粒越小，表面積越大，濕混的時候越難混合均勻，濕混用的時間就越長，耗能也隨之增多。本發(fā)明在濕混的過程中，將粘結(jié)劑分兩次加入到干混后的骨料中進(jìn)行混捏，第一次加入占總粘結(jié)劑質(zhì)量的75-85％的粘結(jié)劑與骨料粘結(jié)，由于加入的量少，混合物的黏性比較低，在同等條件的攪拌力作用下，可在短時間內(nèi)混捏均勻，第一次濕混后，使原料顆粒粒徑比較均勻的變大，使其比表面積變小，再將剩余的粘結(jié)劑加入，可在短時間內(nèi)將骨料和粘結(jié)劑均勻混合。分兩次加入粘結(jié)劑中溫瀝青，既可以減少濕混的時間，降低能耗，又可以使糊料混捏均勻，得到塑性很好的糊料，有利于提高成型后生坯的成品率和物理性能。
所述一次焙燒為：在150-350℃時，升溫速率為1.2-1.6℃/h；在350-550℃時，升溫速率為0.8-1℃/h；在550-850℃時，升溫速率為1.2-1.4℃/h；在850-1150℃時，升溫速率為2.2-2.9℃/h。
焙燒的目的是將粘結(jié)劑瀝青炭化，在骨料顆粒間形成焦炭網(wǎng)格，將不同粒度的骨料牢固地粘結(jié)成一個整體。小顆粒配方在制備碳材料時，在后續(xù)熱處理過程中出現(xiàn)裂紋的機(jī)率會大，成品率可能偏低，本發(fā)明通過優(yōu)化及改進(jìn)焙燒時的升溫曲線、加熱持續(xù)時間等因素，提高了粘結(jié)劑的結(jié)焦率，克服了小顆粒帶來的出現(xiàn)裂紋、成品率低的問題，以保證產(chǎn)品綜合指標(biāo)的成品率。
本發(fā)明的一次焙燒過程是在隔絕空氣的條件下進(jìn)行的，最高溫度達(dá)到850-1150℃，在升溫區(qū)150-350℃時每小時升溫1.2-1.6℃，焙燒品中的輕質(zhì)揮發(fā)份以較慢的速度揮發(fā)排出，焙燒品內(nèi)部所受到的壓強(qiáng)較小、較為平衡，避免了升溫過程中裂紋產(chǎn)生，并且輕質(zhì)組分有充分的時間排出制品；在350-550℃時焙燒品中縮聚反應(yīng)增強(qiáng)，焦炭開始形成，每小時升溫0.8-1℃，有利于提高粘結(jié)劑的結(jié)焦率，半焦化轉(zhuǎn)變?yōu)榻够?；?50-850℃時，縮聚反應(yīng)繼續(xù)發(fā)生，制品進(jìn)一步焦化，每小時升溫1.2-1.4℃；以較慢的升溫速率進(jìn)行升溫，有利于提高焙燒品的體積密度和強(qiáng)度，并避免縮聚反應(yīng)的過程中焙燒品在收縮時產(chǎn)生裂紋；在850-1150℃時，每小時 升溫2.2-2.9℃，以較快升溫速率進(jìn)行升溫，焙燒品的組織結(jié)構(gòu)進(jìn)一步致密化。
所述浸漬采用中溫煤瀝青作為浸漬瀝青，浸漬過程為先將浸漬瀝青加熱到220-320℃，優(yōu)選加熱到220-260℃，保溫1-2.5小時，再將浸漬瀝青回溫到180-200℃，對浸漬罐進(jìn)行抽真空、加壓至1.5Mpa，在1.35Mpa下保壓50-60分鐘，浸漬；浸漬時浸漬品的預(yù)熱溫度為360-380℃。
所述浸漬劑浸漬瀝青的軟化點(diǎn)為83-86℃，結(jié)焦值為≥48％，喹啉不溶物≤0.25％。
浸漬瀝青的特性對浸漬效果有重要的影響，主要表現(xiàn)在瀝青粘度、喹啉不溶物含量和結(jié)焦值上。結(jié)焦值越高，焙燒后產(chǎn)品的體積密度和機(jī)械強(qiáng)度越大，而結(jié)焦值隨軟化點(diǎn)上升而增加，因此采用軟化點(diǎn)較高的煤瀝青作為粘結(jié)劑，有利于提高制品材料的體積密度和機(jī)械強(qiáng)度，但浸漬瀝青軟化點(diǎn)越高，相對粘度就越大，難于滲透到浸漬品的孔隙中去，瀝青粘度既受本身性質(zhì)影響，又與加熱溫度高低成反比。為提高浸漬效果，本發(fā)明一是選用軟化點(diǎn)為83-86℃、結(jié)焦值為≥48％的瀝青，二是對浸漬瀝青進(jìn)行加熱，以降低浸漬瀝青的粘度。一般來說，在超過200℃后，瀝青中的輕質(zhì)組分開始揮發(fā)，200-400℃是浸漬瀝青中的輕質(zhì)組分的揮發(fā)階段，并且隨著溫度的升高，浸漬瀝青中揮發(fā)的輕質(zhì)組分的分子量逐漸增大，揮發(fā)的氣體進(jìn)入浸漬品的氣孔內(nèi)，妨礙了瀝青的滲透，所以現(xiàn)有技術(shù)中，將浸漬瀝青加熱到160-180℃后開始浸漬，浸漬瀝青加熱的溫度不會超過200℃，但是，由于需浸漬的碳質(zhì)品的預(yù)熱溫度一般都在300-400℃之間，所以在浸漬的過程中，仍然有輕質(zhì)組分從浸漬的碳質(zhì)品內(nèi)的浸漬瀝青中揮發(fā)出來，不僅妨礙了浸漬瀝青的滲透，還在浸漬品中形成了許多氣體的小孔，本發(fā)明在浸漬之前，先將浸漬瀝青加熱到220-320℃，優(yōu)選加熱到220-260℃，使得浸漬瀝青中的部分輕質(zhì)組分揮發(fā)出去，特別是使部分易揮發(fā)的小分子揮發(fā)出去，之后再將浸漬瀝青降溫到180-200℃再進(jìn)行浸漬，這時，浸漬瀝青仍具有比較低的粘度，比較容易滲透進(jìn)浸漬品中，本發(fā)明浸漬時浸漬品的預(yù)熱溫度360-380℃，在浸漬時，由于浸漬瀝青中部分輕質(zhì)組分已經(jīng)揮發(fā)出去，不僅提高了浸漬瀝青的結(jié)焦值，還加快了浸漬瀝青的滲透，并且減少了浸油品內(nèi)的氣孔率，浸漬的效果好，有利于提高制品的理化指標(biāo)。在浸漬時，先對要浸漬的碳質(zhì)品抽真空，抽真空的目的是排出需浸漬的碳質(zhì)品孔隙內(nèi)部的氣體，以利于浸漬瀝青的滲透，加入浸漬瀝青后，在壓力的作用下，浸清瀝青比較容易滲透到需浸漬的碳質(zhì)品的孔隙中去，從而保證增重率；煤瀝青中的喹啉不溶物是一種微小的顆粒，浸漬時喹啉不溶物在多孔材料表面形成一層薄膜，阻礙浸漬劑對多孔材料的滲透，因此，本發(fā)明選用喹啉不溶物≤0.2％的浸漬瀝青。
所述二焙燒的時間為300-330小時，二次焙燒的最高溫度達(dá)800℃。
所述石墨化的時間為450-500小時，石墨化的最高溫度為2850-3100℃。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：
本發(fā)明以真密度≥2.12g/cm3，粉末電阻率≤150μΩm，灰分≤0.25％，孔隙為25-55nm的等方焦為骨料和軟化點(diǎn)為83-86℃，結(jié)焦值為≥48％，灰分≤0.3％的中溫煤瀝青為粘結(jié)劑； 采用超細(xì)磨粉、小顆粒配方通過優(yōu)化及改進(jìn)制備工藝，特別是通過優(yōu)化及改進(jìn)焙燒時的升溫曲線、加熱持續(xù)時間，以及對浸漬瀝青的加熱、回溫處理，制備的特種石墨材料的理化性能指標(biāo)可媲美其他中高端石墨材料，亦可替代其他中高端石墨材料，以其原料來源廣、價格低、制備工藝相對簡單，技術(shù)難度低，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品性能高，質(zhì)量上層，其售價比其他同類或中高端石墨材料，在商業(yè)上獲得了極大的成功。
具體實(shí)施方式
以下為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，所述的實(shí)施例是為了進(jìn)一步描述本發(fā)明，而不是限制本發(fā)明。
實(shí)施例1
將等方焦破碎、篩分，并按以下方式進(jìn)行配料：
將上述物料放進(jìn)混捏鍋內(nèi)進(jìn)行干混，干混溫度為150℃，干混時間為52分鐘，得到干混后的干料。
干混完成后，向混捏鍋中加入中溫煤瀝青，干料和中溫煤瀝青的質(zhì)量百分比為71％：29％。其中，中溫煤瀝青分兩次加入到干混后的干料中進(jìn)行混捏，第一次加入的中溫煤瀝青的重量為總的中溫煤瀝青的80％，第一次混捏的時間為22分鐘；第二次加入的中溫煤瀝青的重量為總的中溫瀝青的20％，第二次混捏的時間為22分鐘，兩次混捏的溫度為160℃。兩次混捏完成后得到糊料。
將糊料放入晾料機(jī)進(jìn)行晾料操作，待糊料溫度降至120℃時，將糊料放入振動成型機(jī)模具內(nèi)進(jìn)行振動成型，成型后的生坯的體積密度達(dá)到1.78g/cm3，并保證成型后的生坯無裂紋。
將成型后的生坯放入焙燒爐中進(jìn)行一次焙燒，一次焙燒曲線為：在150-350℃時，升溫速率為1.4℃/h；在350-550℃時，升溫速率為0.9℃/h；在550-850℃時，升溫速率為1.3℃/h；在850-1150℃時，升溫速率為2.5℃/h。整個升溫過程用溫度報警儀進(jìn)行控制，保證溫度報警儀的溫差范圍在5℃內(nèi)，確保產(chǎn)品無裂紋。一次焙燒完成后得到一次焙燒品。
將一次焙燒品放入預(yù)熱爐內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為370℃，將焙燒品從預(yù)熱爐取出，放進(jìn)浸漬罐中；將中溫煤瀝青加熱到280℃，優(yōu)選加熱到240℃，保溫2小時，再將中溫煤瀝青回溫到190℃，加入到浸漬罐中，對浸漬罐進(jìn)行抽真空、加壓至1.5Mpa，在1.35Mpa下保壓55分鐘，對一次焙燒品進(jìn)行浸漬，得到浸漬品；
將浸漬品放入焙燒爐中進(jìn)行二次焙燒，二次焙燒的時間為320小時，二次焙燒的最高溫 度達(dá)800℃，得到二次焙燒品。
將二次焙燒品放入艾奇遜石墨化爐進(jìn)行石墨化，石墨化時間為480小時，石墨化最高溫度為3000℃。出爐后得到特種石墨材料。
實(shí)施例2
將等方焦破碎、篩分，并按以下方式進(jìn)行配料：
將上述物料放進(jìn)混捏鍋內(nèi)進(jìn)行干混，干混溫度為140℃，干混時間為55分鐘，得到干混后的干料。
干混完成后，向混捏鍋中加入中溫煤瀝青，干料和中溫煤瀝青的質(zhì)量百分比為70：30％。其中，中溫煤瀝青分兩次加入到干混后的干料中進(jìn)行混捏，第一次加入的中溫煤瀝青的重量為總的中溫煤瀝青的75％，第一次混捏的時間為20分鐘；第二次加入的中溫煤瀝青的重量為總的中溫瀝青的25％，第二次混捏的時間為20分鐘，兩次混捏的溫度為170℃。兩次混捏完成后得到糊料。
將糊料放入晾料機(jī)進(jìn)行晾料操作，待糊料溫度降至120℃時，將糊料放入振動成型機(jī)模具內(nèi)進(jìn)行振動成型，成型后的生坯的體積密度達(dá)到1.75g/cm3，并保證成型后的生坯無裂紋。
將成型后的生坯放入焙燒爐中進(jìn)行一次焙燒，一次焙燒曲線為：在150-350℃時，升溫速率為1.2℃/h；在350-550℃時，升溫速率為0.8℃/h；在550-850℃時，升溫速率為1.2℃/h；在850-1150℃時，升溫速率為2.2℃/h。整個升溫過程用溫度報警儀進(jìn)行控制，保證溫度報警儀的溫差范圍在5℃內(nèi)，確保產(chǎn)品無裂紋。一次焙燒完成后得到一次焙燒品。
將一次焙燒品放入預(yù)熱爐內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為360℃，將焙燒品從預(yù)熱爐取出，放進(jìn)浸漬罐中；將中溫煤瀝青加熱到220℃，保溫1小時，再將中溫煤瀝青回溫到180℃，加入到浸漬罐中，對浸漬罐進(jìn)行抽真空、加壓至1.5Mpa，在1.35Mpa下保壓50分鐘，對一次焙燒品進(jìn)行浸漬，得到浸漬品；
將浸漬品放入焙燒爐中進(jìn)行二次焙燒，二次焙燒的時間為300小時，二次焙燒的最高溫度達(dá)800℃，得到二次焙燒品。
將二次焙燒品放入艾奇遜石墨化爐進(jìn)行石墨化，石墨化時間為450小時，石墨化最高溫度為2850℃。出爐后得到特種石墨材料。
實(shí)施例3
將等方焦破碎、篩分，并按以下方式進(jìn)行配料：
將上述物料放進(jìn)混捏鍋內(nèi)進(jìn)行干混，干混溫度為160℃，干混時間為50分鐘，得到干混后的干料。
干混完成后，向混捏鍋中加入中溫煤瀝青，干料和中溫煤瀝青的質(zhì)量百分比為72％：28％。其中，中溫煤瀝青分兩次加入到干混后的干料中進(jìn)行混捏，第一次加入的中溫煤瀝青的重量為總的中溫煤瀝青的85％，第一次混捏的時間為25分鐘；第二次加入的中溫煤瀝青的重量為總的中溫瀝青的15％，第二次混捏的時間為25分鐘，兩次混捏的溫度為150℃。兩次混捏完成后得到糊料。
將糊料放入晾料機(jī)進(jìn)行晾料操作，待糊料溫度降至120℃時，將糊料放入振動成型機(jī)模具內(nèi)進(jìn)行振動成型，成型后的生坯的體積密度達(dá)到1.79g/cm3，并保證成型后的生坯無裂紋。
將成型后的生坯放入焙燒爐中進(jìn)行一次焙燒，一次焙燒曲線為：在150-350℃時，升溫速率為1.6℃/h；在350-550℃時，升溫速率為1℃/h；在550-850℃時，升溫速率為1.4℃/h；在850-1150℃時，升溫速率為2.9℃/h。整個升溫過程用溫度報警儀進(jìn)行控制，保證溫度報警儀的溫差范圍在5℃內(nèi)，確保產(chǎn)品無裂紋。一次焙燒完成后得到一次焙燒品。
將一次焙燒品放入預(yù)熱爐內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為380℃，將焙燒品從預(yù)熱爐取出，放進(jìn)浸漬罐中；將中溫煤瀝青加熱到320℃，保溫2.5小時，再將中溫煤瀝青回溫到200℃，加入到浸漬罐中，對浸漬罐進(jìn)行抽真空、加壓至1.5Mpa，在1.35Mpa下保壓60分鐘，對一次焙燒品進(jìn)行浸漬，得到浸漬品；
將浸漬品放入焙燒爐中進(jìn)行二次焙燒，二次焙燒的時間為330小時，二次焙燒的最高溫度達(dá)800℃，得到二次焙燒品。
將二次焙燒品放入艾奇遜石墨化爐進(jìn)行石墨化，石墨化時間為500小時，石墨化最高溫度為3100℃。出爐后得到特種石墨材料。
實(shí)施例4
將等方焦破碎、篩分，并按以下方式進(jìn)行配料：
將上述物料放進(jìn)混捏鍋內(nèi)進(jìn)行干混，干混溫度為145℃，干混時間為52分鐘，得到干混后的干料。
干混完成后，向混捏鍋中加入中溫煤瀝青，干料和中溫煤瀝青的質(zhì)量百分比為75％：25％。其中，中溫煤瀝青分兩次加入到干混后的干料中進(jìn)行混捏，第一次加入的中溫煤瀝青的重量為總的中溫煤瀝青的82％，第一次混捏的時間為23分鐘；第二次加入的中溫煤瀝青的重量為總的中溫瀝青的18％，第二次混捏的時間為23分鐘，兩次混捏的溫度為155℃。兩次混捏完成后得到糊料。
將糊料放入晾料機(jī)進(jìn)行晾料操作，待糊料溫度降至120℃時，將糊料放入振動成型機(jī)模具內(nèi)進(jìn)行振動成型，成型后的生坯的體積密度達(dá)到1.77g/cm3，并保證成型后的生坯無裂紋。
將成型后的生坯放入焙燒爐中進(jìn)行一次焙燒，一次焙燒曲線為：在150-350℃時，升溫速率為1.5℃/h；在350-550℃時，升溫速率為0.85℃/h；在550-850℃時，升溫速率為1.25℃/h；在850-1150℃時，升溫速率為2.7℃/h。整個升溫過程用溫度報警儀進(jìn)行控制，保證溫度報警儀的溫差范圍在5℃內(nèi)，確保產(chǎn)品無裂紋。一次焙燒完成后得到一次焙燒品。
將一次焙燒品放入預(yù)熱爐內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為365℃，將焙燒品從預(yù)熱爐取出，放進(jìn)浸漬罐中；將中溫煤瀝青加熱到270℃，保溫1.8小時，再將中溫煤瀝青回溫到195℃，加入到浸漬罐中，對浸漬罐進(jìn)行抽真空、加壓至1.5Mpa，在1.35Mpa下保壓58分鐘，對一次焙燒品進(jìn)行浸漬，得到浸漬品；
將浸漬品放入焙燒爐中進(jìn)行二次焙燒，二次焙燒的時間為325小時，二次焙燒的最高溫度達(dá)800℃，得到二次焙燒品。
將二次焙燒品放入艾奇遜石墨化爐進(jìn)行石墨化，石墨化時間為485小時，石墨化最高溫度為2980℃。出爐后得到特種石墨材料。
實(shí)施例5
將等方焦破碎、篩分，并按以下方式進(jìn)行配料：
將上述物料放進(jìn)混捏鍋內(nèi)進(jìn)行干混，干混溫度為156℃，干混時間為51分鐘，得到干混后的干料。
干混完成后，向混捏鍋中加入中溫煤瀝青，干料和中溫煤瀝青的質(zhì)量百分比為74％：26％。其中，中溫煤瀝青分兩次加入到干混后的干料中進(jìn)行混捏，第一次加入的中溫煤瀝青的重量為總的中溫煤瀝青的79％，第一次混捏的時間為21分鐘；第二次加入的中溫煤瀝 青的重量為總的中溫瀝青的21％，第二次混捏的時間為21分鐘，兩次混捏的溫度為157℃。兩次混捏完成后得到糊料。
將糊料放入晾料機(jī)進(jìn)行晾料操作，待糊料溫度降至120℃時，將糊料放入振動成型機(jī)模具內(nèi)進(jìn)行振動成型，成型后的生坯的體積密度達(dá)到1.76g/cm3，并保證成型后的生坯無裂紋。
將成型后的生坯放入焙燒爐中進(jìn)行一次焙燒，一次焙燒曲線為：在150-350℃時，升溫速率為1.3℃/h；在350-550℃時，升溫速率為0.95℃/h；在550-850℃時，升溫速率為1.35℃/h；在850-1150℃時，升溫速率為2.7℃/h。整個升溫過程用溫度報警儀進(jìn)行控制，保證溫度報警儀的溫差范圍在5℃內(nèi)，確保產(chǎn)品無裂紋。一次焙燒完成后得到一次焙燒品。
將一次焙燒品放入預(yù)熱爐內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為376℃，將焙燒品從預(yù)熱爐取出，放進(jìn)浸漬罐中；將中溫煤瀝青加熱到258℃，保溫2.3小時，再將中溫煤瀝青回溫到194℃，加入到浸漬罐中，對浸漬罐進(jìn)行抽真空、加壓至1.5Mpa，在1.35Mpa下保壓57分鐘，對一次焙燒品進(jìn)行浸漬，得到浸漬品；
將浸漬品放入焙燒爐中進(jìn)行二次焙燒，二次焙燒的時間為315小時，二次焙燒的最高溫度達(dá)800℃，得到二次焙燒品。
將二次焙燒品放入艾奇遜石墨化爐進(jìn)行石墨化，石墨化時間為478小時，石墨化最高溫度為3050℃。出爐后得到特種石墨材料。
實(shí)施例6
將等方焦破碎、篩分；
將0＜粒徑≤0.5mm的等方焦放進(jìn)混捏鍋內(nèi)進(jìn)行干混，干混溫度為153℃，干混時間為53分鐘，得到干混后的干料。
干混完成后，向混捏鍋中加入中溫煤瀝青，干料和中溫煤瀝青的質(zhì)量百分比為74％：26％。其中，中溫煤瀝青分兩次加入到干混后的干料中進(jìn)行混捏，第一次加入的中溫煤瀝青的重量為總的中溫煤瀝青的83％，第一次混捏的時間為21分鐘；第二次加入的中溫煤瀝青的重量為總的中溫瀝青的17％，第二次混捏的時間為21分鐘，兩次混捏的溫度為161℃。兩次混捏完成后得到糊料。
將糊料放入晾料機(jī)進(jìn)行晾料操作，待糊料溫度降至120℃時，將糊料放入振動成型機(jī)模具內(nèi)進(jìn)行振動成型，成型后的生坯的體積密度達(dá)到1.77g/cm3，并保證成型后的生坯無裂紋。
將成型后的生坯放入焙燒爐中進(jìn)行一次焙燒，一次焙燒曲線為：在150-350℃時，升溫速率為1.4℃/h；在350-550℃時，升溫速率為0.9℃/h；在550-850℃時，升溫速率為1.3℃/h；在850-1150℃時，升溫速率為2.4℃/h。整個升溫過程用溫度報警儀進(jìn)行控制，保證溫度報警儀的溫差范圍在5℃內(nèi)，確保產(chǎn)品無裂紋。一次焙燒完成后得到一次焙燒品。
將一次焙燒品放入預(yù)熱爐內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為369℃，將焙燒品從預(yù)熱爐取出，放 進(jìn)浸漬罐中；將中溫煤瀝青加熱到238℃，保溫1.8小時，再將中溫煤瀝青回溫到188℃，加入到浸漬罐中，對浸漬罐進(jìn)行抽真空、加壓至1.5Mpa，在1.35Mpa下保壓53分鐘，對一次焙燒品進(jìn)行浸漬，得到浸漬品；
將浸漬品放入焙燒爐中進(jìn)行二次焙燒，二次焙燒的時間為308小時，二次焙燒的最高溫度達(dá)800℃，得到二次焙燒品。
將二次焙燒品放入艾奇遜石墨化爐進(jìn)行石墨化，石墨化時間為468小時，石墨化最高溫度為2980℃。出爐后得到特種石墨材料。
實(shí)施例7
將真密度≥2.12g/cm3、粉末電阻率≤150μΩm、灰分≤0.25％、孔隙為25-55nm的等方焦破碎、篩分，放進(jìn)混捏鍋內(nèi)進(jìn)行干混，干混溫度為150℃，干混時間為52分鐘，得到干混后的干料。
干混完成后，向混捏鍋中加入中溫煤瀝青，干料和中溫煤瀝青的質(zhì)量百分比為71％：29％。其中，中溫煤瀝青分兩次加入到干混后的干料中進(jìn)行混捏，第一次加入的中溫煤瀝青的重量為總的中溫煤瀝青的80％，第一次混捏的時間為22分鐘；第二次加入的中溫煤瀝青的重量為總的中溫瀝青的20％，第二次混捏的時間為22分鐘，兩次混捏的溫度為160℃。兩次混捏完成后得到糊料。
將糊料放入晾料機(jī)進(jìn)行晾料操作，待糊料溫度降至120℃時，將糊料放入振動成型機(jī)模具內(nèi)進(jìn)行振動成型，成型后的生坯的體積密度達(dá)到1.78g/cm3，并保證成型后的生坯無裂紋。
將成型后的生坯放入焙燒爐中進(jìn)行一次焙燒，一次焙燒曲線為：在150-350℃時，升溫速率為1.4℃/h；在350-550℃時，升溫速率為0.9℃/h；在550-850℃時，升溫速率為1.3℃/h；在850-1150℃時，升溫速率為2.5℃/h。整個升溫過程用溫度報警儀進(jìn)行控制，保證溫度報警儀的溫差范圍在5℃內(nèi)，確保產(chǎn)品無裂紋。一次焙燒完成后得到一次焙燒品。
將一次焙燒品放入預(yù)熱爐內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為370℃，將焙燒品從預(yù)熱爐取出，放進(jìn)浸漬罐中；將中溫煤瀝青加熱到280℃，優(yōu)選加熱到240℃，保溫2小時，再將中溫煤瀝青回溫到190℃，加入到浸漬罐中，對浸漬罐進(jìn)行抽真空、加壓至1.5Mpa，在1.35Mpa下保壓55分鐘，對一次焙燒品進(jìn)行浸漬，得到浸漬品；
將浸漬品放入焙燒爐中進(jìn)行二次焙燒，二次焙燒的時間為320小時，二次焙燒的最高溫度達(dá)800℃，得到二次焙燒品。
將二次焙燒品放入艾奇遜石墨化爐進(jìn)行石墨化，石墨化時間為480小時，石墨化最高溫度為3000℃。出爐后得到特種石墨材料。
試驗(yàn)例1
對實(shí)施例1-7所制得的特種石墨材料樣品的性能參數(shù)進(jìn)行了檢測，結(jié)果如下表1所示：
表1
對比例1
該對比例比較了不同配料對特種石墨材料性能參數(shù)的影響。
樣品1：實(shí)施例1制得的特種石墨材料；
樣品2：采用實(shí)施例1的制備方法，不同之處在于采用煅燒焦代替等方焦作為骨料，煅燒焦的粒徑范圍與含量為：
樣品3：采用實(shí)施例1的制備方法，不同之處在于等方焦的粒徑范圍和含量為：
0.5mm＜粒徑≤0.6mm 100wt％。
樣品4：采用實(shí)施例1的制備方法，不同之處在于等方焦的粒徑范圍和含量為：
樣品5：采用實(shí)施例1的制備方法，不同之處在于等方焦的粒徑范圍和含量為：
對樣品1-5的性能參數(shù)進(jìn)行了檢測，結(jié)果如下表2所示：
表2
對比例2
該對比例比較了采用不同的一次焙燒曲線對特種石墨材料性能參數(shù)的影響。
試驗(yàn)品：實(shí)施例1制得的特種石墨材料；
對照品1：參照實(shí)施例1的制備方法，與實(shí)施例1的制備方法的區(qū)別在于：一次焙燒曲線為：在150-550℃時，升溫速率為1.2℃/h；在550-700℃時，升溫速率為0.6℃/h；在700-1150升溫速率為2.1℃/h。
對照品2：與實(shí)施例1的制備方法的區(qū)別在于：一次焙燒曲線為：在150-350℃時，升溫速率為1.4℃/h；在350-550℃時，升溫速率為1.2℃/h；在550-850℃時，升溫速率為1.3℃/h；在850-1150℃時，升溫速率為2.5℃/h。
對試驗(yàn)品和對照品1、對照品2的性能參數(shù)進(jìn)行了檢測，結(jié)果如下表3所示：
表3