新型(xing)石墨材(cai)料(liao)——等靜(jing)壓石墨是(shi)如(ru)何(he)加(jia)工(gong)生(sheng)產(chan)的 

炭素行業(ye)經過前(qian)兩(liang)年的快(kuai)速(su)發(fa)展(zhan)，目前(qian)已進(jin)入(ru)平穩(wen)發(fa)展(zhan)時(shi)期(qi)，普(pu)通石墨電極市場已趨(qu)於(yu)飽和(he)，炭素(su)行業(ye)陸續向其他(ta)特(te)種石墨材(cai)料(liao)發(fa)展(zhan)，這(zhe)也(ye)是新(xin)興(xing)產(chan)業(ye)如核工(gong)業(ye)、半(ban)導體(ti)、電子、航(hang)空(kong)等行業(ye)領域發(fa)展(zhan)的需求(qiu)。其中較為(wei)常見的則(ze)是(shi)等(deng)靜(jing)壓石墨。等(deng)靜(jing)壓石墨是(shi)如(ru)何(he)生(sheng)產(chan)制造的，桂(gui)林鴻程超(chao)細立(li)磨(mo)根(gen)據(ju)石墨邦的資料(liao)為您(nin)介(jie)紹(shao)。

等(deng)靜(jing)壓石墨與普(pu)通石墨材(cai)料(liao)相比(bi)，具有(you)明顯(xian)的優異(yi)性能(neng)，如(ru)耐熱性更(geng)好(hao)，溫度(du)越(yue)高其機械強(qiang)度(du)越(yue)高，結構精細致(zhi)密(mi)，均勻性好(hao)，熱膨脹(zhang)系(xi)數低，抗(kang)熱震性能(neng)好(hao)，耐化(hua)學(xue)腐蝕(shi)性強(qiang)，導(dao)熱導電性能(neng)良(liang)好(hao)，因此(ci)等(deng)靜(jing)壓石墨在冶(ye)金、化(hua)學(xue)、電氣(qi)、航空(kong)、核工(gong)業(ye)、半(ban)導體(ti)等(deng)工(gong)業(ye)領域具有(you)廣(guang)泛應(ying)用。

等靜(jing)壓石墨的生(sheng)產(chan)工(gong)藝(yi)流(liu)程(cheng)從(cong)上(shang)圖(tu)可(ke)以(yi)粗(cu)略(lve)了(le)解到(dao)。與普(pu)通石墨電極生(sheng)產(chan)不(bu)同(tong)，等靜(jing)壓石墨的生(sheng)產(chan)工(gong)藝(yi)更(geng)為復(fu)雜(za)，對(dui)原(yuan)料(liao)的要求(qiu)也(ye)更(geng)加(jia)嚴格。具(ju)體(ti)分步驟(zhou)來介(jie)紹(shao)。

1、原(yuan)料(liao)

生(sheng)產(chan)等(deng)靜(jing)壓石墨的原料(liao)包括(kuo)骨(gu)料(liao)和(he)黏(nian)結劑(ji)。骨(gu)料(liao)通常(chang)是(shi)用(yong)石油焦和(he)瀝(li)青焦，或(huo)者地瀝(li)青焦，為(wei)了(le)根據(ju)不同(tong)的用途進(jin)行產品性能(neng)的調整，也(ye)有用(yong)炭黑(hei)、人造石墨做(zuo)添加(jia)劑的情(qing)況(kuang)。壹(yi)般(ban)情(qing)況(kuang)下石油焦和(he)瀝(li)青焦需(xu)要(yao)在1200～1400℃下進(jin)行煆(duan)燒(shao)，去(qu)除(chu)水分(fen)及(ji)揮發(fa)分(fen)後(hou)才能(neng)使(shi)用(yong)。但是(shi)為(wei)了(le)提(ti)高制品的機械性能(neng)和(he)結構致密性，也(ye)有直(zhi)接用(yong)生(sheng)焦做(zuo)原(yuan)料(liao)生(sheng)產(chan)等(deng)靜(jing)壓石墨的。生(sheng)焦的特(te)點是含(han)有(you)揮發(fa)分(fen)，具有(you)自(zi)燒(shao)結性，與黏(nian)結劑(ji)焦同(tong)步(bu)膨脹(zhang)和(he)收縮(suo)。

黏(nian)結劑(ji)通常(chang)使(shi)用(yong)煤(mei)瀝(li)青，根據(ju)各(ge)個(ge)企業(ye)不同的設備(bei)條件和(he)工(gong)藝(yi)要求(qiu)，使(shi)用(yong)的煤瀝(li)青軟化點(dian)從(cong)50℃到(dao)250℃的都有。等靜(jing)壓石墨的性能(neng)受(shou)原料(liao)的影響極大，對原料(liao)的精選是能(neng)否(fou)生(sheng)產(chan)出所需要的最(zui)終(zhong)產品的關鍵環(huan)節。投(tou)料(liao)前(qian)必(bi)須對(dui)原(yuan)料(liao)特(te)性和(he)均勻性進(jin)行嚴格檢查。

2、磨(mo)粉(fen)

等靜(jing)壓石墨的骨(gu)料(liao)粒度(du)通常(chang)要(yao)求(qiu)達到(dao)20um以下。目前(qian)最(zui)精(jing)細的等靜(jing)壓石墨，最(zui)大(da)顆(ke)粒直徑(jing)為1μm，是(shi)非常細的。壹般(ban)來說，使(shi)用(yong)鴻(hong)程(cheng)超(chao)細立(li)式(shi)磨(mo)可(ke)以壹(yi)次磨(mo)到(dao)10-20μm，配二次分(fen)級系統(tong)可以(yi)分(fen)出2~3μm的超(chao)細粉(fen)。

3、混捏

將磨制好(hao)的粉(fen)末和(he)煤瀝(li)青黏(nian)結劑(ji)按比(bi)例投(tou)入到(dao)加(jia)熱式混捏機中進行混捏，使(shi)粉(fen)末焦粒表面均勻附(fu)著壹層(ceng)瀝(li)青。混捏完畢(bi)後(hou)，取出糊料(liao)，使(shi)其冷(leng)卻(que)。與石墨電極生(sheng)產(chan)相(xiang)比(bi)，生(sheng)產(chan)等(deng)靜(jing)壓石墨混捏時(shi)瀝(li)青量(liang)要多壹(yi)些，溫(wen)度(du)要(yao)高壹(yi)些，時(shi)間(jian)要長(chang)壹些。

4、二次磨(mo)粉(fen)

糊料(liao)經過破(po)碎、二次磨(mo)粉(fen)，並且(qie)篩(shai)分(fen)成(cheng)幾(ji)十(shi)至幾(ji)百(bai)微(wei)米粒度(du)的顆(ke)粒後(hou)混合均勻，用作(zuo)壓(ya)型(xing)原料(liao)，叫做(zuo)壓(ya)粉(fen)。二次磨(mo)粉(fen)的設備(bei)也(ye)可以(yi)使(shi)用(yong)鴻(hong)程(cheng)超(chao)細立(li)磨(mo)。

5、成(cheng)型(xing)

不同(tong)於(yu)普(pu)通的擠(ji)壓(ya)成(cheng)型(xing)和(he)模壓(ya)成(cheng)型(xing)，等靜(jing)壓石墨是(shi)采(cai)用(yong)冷(leng)等(deng)靜(jing)壓技(ji)術(shu)成(cheng)型(xing)的。將原料(liao)壓粉(fen)填充到(dao)橡膠模(mo)具(ju)中，通過(guo)高頻(pin)電磁振動(dong)，使(shi)得(de)壓粉(fen)得(de)到(dao)密實，密封(feng)後(hou)進行抽真空，排(pai)出粉(fen)末顆(ke)粒間的空氣(qi)，放入(ru)裝(zhuang)有水或(huo)油(you)等(deng)液體介(jie)質的高壓(ya)容(rong)器(qi)中，加(jia)壓到(dao)100～200 MPa，壓制成(cheng)圓柱(zhu)、長(chang)方形(xing)、圓筒(tong)、坩堝(guo)等不(bu)同(tong)形(xing)狀(zhuang)的產品。盡(jin)管(guan)石墨在晶(jing)體(ti)學(xue)特(te)性上(shang)是各(ge)向異(yi)性的，但從(cong)整體上(shang)看，等靜(jing)壓石墨卻(que)是(shi)各(ge)向同(tong)性的。目前(qian)，炭(tan)素行業(ye)用於生(sheng)產(chan)等(deng)靜(jing)壓石墨的冷等靜(jing)壓機最(zui)大(da)規格是Φ2150mm×4700 mm，最(zui)高工(gong)作(zuo)壓力180MPa。

6、焙燒(shao)

在焙燒(shao)過(guo)程(cheng)中，骨(gu)料(liao)和(he)黏(nian)結劑(ji)之(zhi)間(jian)發(fa)生(sheng)復(fu)雜(za)的化學(xue)反(fan)應(ying)，黏(nian)結劑(ji)分(fen)解，釋放大(da)量(liang)揮發(fa)分(fen)，同時(shi)進(jin)行縮(suo)聚反(fan)應(ying)。等靜(jing)壓石墨由於(yu)結構細密(mi)，焙燒(shao)過(guo)程(cheng)要(yao)求(qiu)要特(te)別(bie)緩慢，而且(qie)爐(lu)內溫度(du)要(yao)非常均勻，尤其是(shi)在瀝(li)青揮發(fa)分(fen)急劇(ju)排(pai)出的溫度(du)階(jie)段，加(jia)熱過程要謹(jin)慎進(jin)行，升(sheng)溫速(su)度(du)不(bu)能(neng)超(chao)過1℃/h，爐內溫差(cha)要(yao)求(qiu)小於(yu)20℃，此(ci)工(gong)藝(yi)需要(yao)約(yue)1～2個月的時(shi)間(jian)。

7、浸(jin)漬

焙燒(shao)過(guo)程(cheng)中，煤瀝(li)青揮發(fa)分(fen)被排(pai)出，留下細微(wei)的開(kai)口氣(qi)孔。為了(le)提(ti)高制品的體積密度(du)、機械強(qiang)度(du)、導(dao)電率(lv)、導熱率(lv)、抗(kang)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)性，可(ke)以(yi)用(yong)加(jia)壓浸(jin)漬法(fa)進行處理，即通過(guo)開(kai)口氣(qi)孔把煤(mei)瀝(li)青浸(jin)漬到(dao)制品內部。制品要(yao)先(xian)進(jin)行預(yu)熱，然(ran)後(hou)在浸(jin)漬罐(guan)中抽真(zhen)空脫(tuo)氣(qi)，再(zai)把(ba)熔(rong)化好(hao)的煤瀝(li)青加(jia)入浸(jin)漬罐(guan)中，加(jia)壓使(shi)浸(jin)漬劑(ji)瀝(li)青進入制品內部。通常(chang)等(deng)靜(jing)壓石墨要(yao)經過多次(ci)的浸(jin)漬—焙燒(shao)循環(huan)。

8、石墨化(hua)

把(ba)焙燒(shao)後(hou)的制品加(jia)熱到(dao)約(yue)3000℃，碳原(yuan)子晶(jing)格(ge)有(you)序(xu)排(pai)列(lie)，完成(cheng)由炭(tan)向石墨的轉(zhuan)變(bian)，叫(jiao)石墨化(hua)。石墨化(hua)方法(fa)有艾(ai)奇遜法(fa)、內熱串接(jie)法(fa)、高頻(pin)感(gan)應(ying)法(fa)等。通常(chang)的艾奇遜法(fa)，制品從(cong)裝爐(lu)到(dao)出爐(lu)，大(da)約(yue)需要1～1.5個月的時(shi)間(jian)。每爐(lu)可(ke)以(yi)處(chu)理幾(ji)噸(dun)到(dao)幾(ji)十(shi)噸的焙燒(shao)品。石墨化(hua)後(hou)，制品的體積密度(du)、導(dao)電率(lv)、導熱率(lv)及(ji)抗(kang)腐蝕(shi)性能(neng)得(de)到(dao)很(hen)大程(cheng)度(du)的改善，機械加(jia)工(gong)性能(neng)也(ye)得(de)到(dao)了(le)改善。但石墨化(hua)會降低制品的抗(kang)折強(qiang)度(du)。

9、檢查

石墨化(hua)後(hou)，還(hai)需(xu)要(yao)對制品的密度(du)、硬(ying)度(du)、強(qiang)度(du)、電阻率(lv)、灰分等指(zhi)標(biao)進行檢查，以(yi)判(pan)斷是(shi)否(fou)達到(dao)指(zhi)標(biao)要求(qiu)。

10、提(ti)純(chun)

等靜(jing)壓石墨在用於(yu)半(ban)導體(ti)、單晶(jing)矽(gui)、原子能(neng)等(deng)領域時(shi)，對(dui)純(chun)度(du)的要求(qiu)很(hen)高，必(bi)須用(yong)化(hua)學(xue)方法(fa)將雜(za)質除(chu)去(qu)。通常(chang)做(zuo)法(fa)是把(ba)石墨化(hua)制品放入(ru)鹵(lu)素氣(qi)體中加(jia)熱到(dao)約(yue)2000℃，雜質就被(bei)鹵(lu)化成(cheng)低沸(fei)點的鹵(lu)化物而揮發(fa)除(chu)掉(diao)。幾(ji)乎(hu)所有的石墨化(hua)制品中的雜質元素(su)均能(neng)用(yong)氯氣(qi)鹵(lu)化除(chu)掉(diao)。但是(shi)硼元(yuan)素例外，它只(zhi)能(neng)氟(fu)化除(chu)掉(diao)。

等(deng)靜(jing)壓石墨從(cong)原料(liao)準備(bei)到(dao)最(zui)後(hou)的成(cheng)品出來，周期(qi)比(bi)較長(chang)。對原料(liao)的細磨(mo)要(yao)求(qiu)也(ye)比(bi)普(pu)通石墨電極的要高。桂(gui)林鴻程超(chao)細立(li)式(shi)磨(mo)可(ke)用於(yu)壹次(ci)磨和(he)二次磨(mo)工(gong)序(xu)中，是高效(xiao)節(jie)能(neng)的粉(fen)磨裝(zhuang)備(bei)，可持續穩定(ding)運(yun)行，成(cheng)品純(chun)度(du)高，分(fen)級精度(du)高，環(huan)保(bao)性能(neng)好(hao)，關註抖音@桂(gui)林鴻程磨粉(fen)機了(le)解更(geng)多客戶(hu)案(an)例。