[发明专利]一种纤维增强的特种等静压石墨的制备方法

说明书

本发明公开一种纤维增强的特种等静压石墨的制备方法，包括有以下步骤：(1)原料的准备：将石油焦或沥青焦原料在粉碎机上粉碎至合理的粒度，制成平均粒径为5～30μm的焦粉；将碳纤维短纤经粉碎机粉碎至10～50μm的蓬松粉体；(2)混捏；(3)破碎筛分：将冷却后的糊料破碎至10～50μm；(4)成型；(5)焙烧；(6)浸渍；(7)石墨化：将步骤(6)所得产品进行2500～3000℃石墨化处理，制得成品。通过在制备过程中加入适量的碳纤维使产品的力学性能指标得以有效的改善，并配合等静压成型无需预成型即可得到较好的成型效果，同时通过改制沥青的选用，使其与物料有更好的粘结效果，从而获得更好的产品性能。

技术领域

本发明涉及石墨制品领域技术，尤其是指一种纤维增强的特种等静压石墨的制备方法。

背景技术

作为全球制造业大国和最大的光伏产品生产国，中国一直保持巨量的等静压石墨需求。当前，随着国内光伏产业的迅猛发展，中国等静压石墨需求量逐年扩大。同期，由于中国等静压石墨生产企业技术基础薄弱，加上国外企业的技术封锁，中国等静压石墨产量和质量均未得到有效提升。2011年，中国等静压石墨需求量达1.8万吨，而同期等静压石墨产量仅为9500吨，供应缺口达8500吨。当前，中国新涉足等静压石墨业务企业普遍存在的技术储备不足及产品结构不合理等问题很难短期内得到解决。

等静压石墨由高纯石墨压制而成。等静压石墨是国际上近50年来发展起来的新产品，与当今高科技紧密相联。等静压石墨由于具有较高的嵌固端、密度、纯度和耐腐蚀等性能，广泛的应用于冶金、化工、航天、电子、机械、核能等领域。但是目前技术生产的等静压石墨的可塑性、抗冲击性能和弹性模量差等原因，大大限制了其性能的发挥。因此，有必要研究一种方案以解决上述问题。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种纤维增强的特种等静压石墨的制备方法，其使石墨材料的强度、韧性性能性能指标得到明显改善。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种纤维增强的特种等静压石墨的制备方法，包括有以下步骤：

(1)原料的准备：将石油焦或沥青焦原料在粉碎机上粉碎至合理的粒度，制成平均粒径为5～30μm的焦粉；将碳纤维短纤经粉碎机粉碎至10～50μm的蓬松粉体；

(2)混捏：将一定比例的焦粉和蓬松粉体放入混捏机中，搅拌10～60min混合均匀，后提高温度至140～300℃，添加入一定比例的改质沥青，继续混捏0.3～8h；混捏完毕后放入凉料机中冷却降温得到糊料；

(3)破碎筛分：将冷却后的糊料破碎至10～50μm，并过50～300目筛网；

(4)成型：将粉碎后的糊料放入橡胶模具中真空装料后置于等静压机中进行成型处理；成型压力为50～300MPa，保压时间10～180min后脱模得到坯体；

(5)焙烧：将步骤(4)所得坯体在750～1050℃下保温进行焙烧处理合理时间10～100h；

(6)浸渍：将步骤(5)所得坯体在300～500℃下预热2～24h后，在1.5～5Mpa压力下用浸渍沥青进行浸渍处理，处理时间为1～5h；浸渍后的产品进一步重复步骤(5)操作；

(7)石墨化：将步骤(6)所得产品进行2500～3000℃石墨化处理，制得成品。

作为一种优选方案，所述碳纤维短纤的质量占比为0.1～5％。

作为一种优选方案，所述碳纤维短纤的质量占比为1～3％。

作为一种优选方案，所述焦粉的质量占比为55～75％；所述改质沥青的质量占比为25～45％。