[实用新型]一种生产一次成型碳-碳复合材料的专用装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种生产一次成型碳-碳复合材料的专用装置，具体地说是属于非金属材料技术领域。 

背景技术

碳-碳复合材料的生产都是以煤沥青作为粘结剂，经焙烧后煤沥青成为焦碳网络，使碳-碳复合材料产品有了一定的强度，在混捏过程中熔溶的煤沥青与碳-碳粉有很好的亲和作用，相互吸附，给予一定的时间和温度都能成功的完成混捏包复。目前碳-碳复合材料的生产都是先制备添加剂、再制备熟料分二次来完成，造成二次污染。碳-碳复合材料生产的污染性阻碍了碳素生产企业的发展。 

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种生产一次成型碳-碳复合材料的专用装置，采用一步法，直接制成熟料，减少环境污染，提高生产效率。材料气孔率分布均匀，减少了碳-碳复合材料的儒变性，提高了抗热震性及耐磨性，产品在生产过程中变形小，提高了产品精度，使碳-碳复合材料一次成型产品质量提高，性价比高。 

本实用新型的技术方案是：一种生产一次成型碳-碳复合材料的专用装置，包括捏合釜、热轧机、球型超细磨粉机、喷雾干燥造粒机、循环式焙烧炉、高压浸渍罐，其特征在于：所述捏合釜顺序连接热轧机、球型超细磨粉机、喷雾干燥造粒机、循环式焙烧炉、高压浸渍罐。 

本实用新型与已有技术相比具有以下优点：本实用新型采用一步法，直接制成熟料，减少环境污染，提高生产效率。材料气孔率分布均匀，减少了碳-碳复合材料的儒变性，提高了抗热震性及耐磨性，产品在生产过程中变形小，提高 了产品精度，使碳-碳复合材料一次成型产品质量提高，性价比高。 

附图说明

图1为本实用新型的设备结构示意图。 

图中，1.捏合釜，2.热轧机，3.球型超细磨粉机，4.喷雾干燥造粒机，5.循环式焙烧炉，6.高压浸渍罐。 

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。 

本实用新型一种生产一次成型碳-碳复合材料的专用装置，包括捏合釜1、热轧机2、球型超细磨粉机3、喷雾干燥造粒机4、循环式焙烧炉5、高压浸渍罐6，其特征在于：所述捏合釜1顺序连接热轧机2、球型超细磨粉机3、喷雾干燥造粒机4、循环式焙烧炉5、高压浸渍罐6。 

常规的悬辊式磨粉机只能制备100μm的碳-碳细粉，粒度在100μm以下的超细粉产量很低，不能满足大批量生产的需要，成本也很高。常规的气流式超细粉碎机磨脆性较大的陶瓷、无机矿物均能达到设计要求，但磨碳-碳原料时产量不足设计产量的10％，能效也很低。球型超细磨粉机，能制备超细碳-碳粉粒径≤0.1μm，满足生产超细碳-碳粉的粒度和产量要求。 

制备一次成型碳-碳复合材料的物料既是超细粉又是多种物料的混合物，采用喷雾造粒既可增加粉料的流动性，提高松装密度，又可防止混合物料中的各组分因密度不同而在存放和搬运过程中出现偏析等现象，熟料喷雾造粒后制备成粒径1mm的颗粒。 

循环式焙烧炉，按升温曲线实现温度的准确调控，炉内工作区温度分布均匀，温差小，确保产品质量稳定，同时减少产品氧化，缩短焙烧时间，提高成品率，焙烧温度为1450～1550℃，一次烧结密度达到1.9g/cm³～2.1g/cm³。 

高压浸渍罐在3.5MPa～5.5MPa之间选择浸渍压力，改善浸渍效果，提高产品密度，经过一次浸渍二次焙烧使一次成型碳-碳复合材料的密度达到2.1g/cm³～2.3g/cm³。 

本实用新型的工作过程为：在300立升捏合釜1内加入碳-碳粉10份，沥青焦粉35份，石油焦粉48份放在捏合釜中混捏，同时启动捏合釜加热设备，混捏1.5小时，温度为160℃时，加入四氯乙烯混合物45份，四氯乙烯占整个碳石墨粉料总和的45％，搅拌3小时，温度为170℃，加入油酸3份，油酸占整个碳石墨粉料总和的3％，搅拌0.5小时，温度为150℃，即完成熟料制备。 

将熟料加入热轧机2中，热轧成0.8mm厚薄片。 

热轧后的薄片，放入球型超细磨粉机3中，球磨5小时，制备成超细碳-碳粉粒径≤1.5μm。 

取料粉38份，水40份，98％聚乙烯醇3份，消泡剂2份，98％聚乙烯醇占整个料水总和的4％，消泡剂占整个料水总和的1％，加入喷雾干燥造粒机4中造粒，喷雾干燥造粒后制备成粒径1mm的颗粒。 

进循环式焙烧炉5内焙烧，温度为1500℃，一次烧结密度达到2.0g/cm³。