[发明专利]一种等静压石墨的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于石墨材料的制备领域，特别是涉及一种等静压石墨材料的制备方法。

背景技术

等静压石墨是二十世纪60年代发展起来的一种新型石墨材料，具有一系列优异的性能。譬如，等静压石墨的耐热性好，在惰性气氛下，随着温度的升高其机械强度不但不降低，反而升高，在2500℃左右时达到最高值；与普通石墨相比，结构精细致密，而且均匀性好；热膨胀系数很低，具有优异的抗热震性能；各向同性，在各个方向上的性能是一致的；耐化学腐蚀性强，能经受住熔融金属和玻璃的渗透侵蚀；导热性能和导电性能良好；具有优异的机械加工性能，几乎可以加工成任意形状的物品。正是由于具有这一系列的优异性能，等静压石墨被广泛应用于制作直拉单晶硅用热场（发热体、坩锅等）、多晶硅熔炼炉、核反应堆堆芯结构、放电加工用电极、连铸金属用石墨结晶器等等。等静压石墨在冶金、化学、电气、航空宇宙及原子能工业等领域得到广泛应用，而且，随着科学技术的发展，应用领域还在不断地扩大。

与普通石墨，比如炼钢用石墨电极、镁电解用石墨阳极、铝电解用石墨化阴极等等一样，等静压石墨也要经过原料的煅烧、破碎、筛分、磨粉，粘接剂的熔化，以及配料、混捏、成型、焙烧、浸渍、石墨化等工序的处理。但是，等静压石墨的生产工艺与石墨电极、石墨阳极或者是石墨化阴极截然不同。等静压石墨需要结构上各向同性的原料，需要磨制成更细的粉末，需要应用等静压成型技术，焙烧周期会非常的长，为了达到目标密度，需要多次的浸渍-焙烧循环，石墨化的周期也要比普通石墨长得多。

因为等静压石墨的骨料是由平均粒径从不到1微米到几十微米的石油焦或沥青焦颗粒细粉构成，比表面积很大，所以在混捏锅里加入煤沥青进行混捏时，煤沥青与骨料细粉不容易混捏均匀，不易达到所要求的煤沥青充分渗透到骨料颗粒细粉的气孔中，并均匀的涂布在骨料颗粒细粉表面的目的。

发明内容

鉴于此，本发明目的在于提供一种骨料颗粒细粉与煤沥青容易混捏均匀以及充分渗透均匀涂布的等静压石墨制备方法。

为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是，提供一种等静压石墨的制备方法，按先后次序包括以下工序：混捏和凉料、破碎和磨粉、等静压成型、焙烧、浸渍和石墨化，在混捏工序前，还包括以下步骤：

a）、一次磨粉

将煅烧后的石油焦或沥青焦经粗碎后，用雷蒙磨、冲击磨或气流粉碎机进行粉碎，制成平均粒径为10～15μm的焦粉，作为骨料；

b）、煤沥青的磨粉

将原料煤沥青在球磨机中快速磨粉，然后过筛，筛上料继续投入球磨机回磨，筛下料留用；

c）、煤沥青粉与焦粉骨料的混合

将煤沥青粉与焦粉骨料按比例一起投入到三维混合机里进行混合。

优选地，所述步骤b）中，磨粉为时间1～10分钟。

优选地，所述步骤b）中，筛目度在200目以上。

优选地，所述步骤c）中，煤沥青粉与焦粉骨料的重量比例分别为：煤沥青粉40～27%、焦粉骨料60～73%。

优选地，所述步骤c）中，混合时间0.5～3小时。

进一步地，所述制备方法的具体步骤如下：

a）、一次磨粉

将煅烧后的石油焦或沥青焦经粗碎后，用雷蒙磨、冲击磨或气流粉碎机进行粉碎，制成平均粒径为10～15μm的焦粉，作为骨料；

b）、煤沥青的磨粉

将原料煤沥青在球磨机中快速磨粉，磨粉时间1～10分钟，然后用200目筛子进行过筛，筛上料继续投入球磨机回磨，筛下料留用；

c）、煤沥青粉与焦粉骨料的混合

将煤沥青粉与焦粉骨料按照重量百分比记分别为40～27%和60～73%的比例一起投入到三维混合机里进行混合，混合时间0.5～3小时；

d）、混捏和凉料

将煤沥青粉与焦粉骨料的混合物投入到混捏锅里加热混捏，混捏时间1～4小时，温度160～240℃，混捏产生的糊料再投入凉料锅里进行凉料，待温度低于60℃时出锅；

e）、破碎和二次磨粉

冷却后的糊料先进行破碎，然后在雷蒙磨或冲击磨中进行二次磨粉，二次磨粉平均粒径20～45μm；

f）、等静压成型、焙烧、浸渍和石墨化

将二次粉装入橡胶模套进行等静压成型，成型好的坯体经过焙烧、浸渍、石墨化等后续工艺后就制成了等静压石墨。

与现有技术相比，上述技术方案具有如下优点：