双成课堂：石墨化的目的、作用以及原料

来源：欧宝体育网页版           发布日期：2024-10-17 05:59:56     |     浏览次数：19

  石墨化就是生成石墨的一个过程，其实，也就是将其它晶体结构的碳物质，转化成石墨晶体结构的过程。正常的情况下，石墨化是在高温电炉内保护介质中把炭制品加热到2300 ℃以上，使无定形乱层结构炭转化成三维有序石墨晶质结构的高温热处理过程。

  石墨化能提高产品的体积密度、导电率、导热率、抗腐蚀和抗老化性能和机械加工性能，是人造石墨负极生产的全部过程中的关键工序。

  石油焦、针状焦和煤沥青是生产石墨的原料。石油焦是石油渣油、石油沥青经焦化后得到的可燃固体产物。色黑多孔，主要元素为碳，灰分含量很低，一般在0.5%以下。石油焦属于易石墨化炭一类，石油焦在化工、冶金等行业中有广泛的用途，是生产人造石墨制品及电解铝用炭素制品的主要的组成原材料。石油焦按热处理温度区分可分为生焦和煅烧焦两种，前者由延迟焦化所得的石油焦，含有大量的挥发分，机械强度低，后者是生焦经煅烧而得。中国多数炼油厂只生产生焦，煅烧作业多在炭素厂内进行。

  针状焦是外观有着非常明显纤维状纹理、热线胀系数特别低和很容易石墨化的一种优质焦炭，焦块破裂时能按纹理分裂成细长条状颗粒（长宽比一般在1.75以上），在偏光显微镜下可观察到各向异性 的纤维状结构，因而称之为针状焦。

  针状焦物理机械性质的各向异性十分明显, 平行于颗粒长轴方向拥有非常良好的导电导热性能，热线胀系数较低，在挤压成型时，大部分颗粒的长轴按挤出方向排列。因此，针状焦是制造石墨的关键原料，制成的石墨电阻率较低，热线胀系数小，抗热震性能好。

  煤沥青是煤焦油深加工的基本的产品之一。为多种碳氢化合物的混合物，常温下为黑色高粘度半固体或固体，无固定的熔点，受热后软化，继而熔化，密度为1.25-1.35g/cm³。按其软化点高低分为低温、中温和高温沥青三种。

  煤沥青在炭素工业中作为粘结剂和浸渍剂使用，其性能对炭素制品生产的基本工艺和产品质量影响极大。粘结剂沥青通常用软化点适中、结焦值高、β树脂高的中温或中温改质沥青，浸渍剂要使用软化点较低、 QI低、流变性能好的中温沥青。

  ④排出杂质，提高炭材料的纯度（制品的灰分由0.5-0.8%降到0.3%左右）。

  炭材料的石墨化是在2300-3000 ℃高温下进行的，故工业上只有通过电加热方式才能实现，即电流直接通过被加热的焙烧品，这时装入炉内的焙烧品既是通过电流产生高温的导体，又是被加热到高温的对象。

  目前广泛采用的炉型有艾奇逊石墨化炉和内热串接炉。前者产量大、温差大、电耗较高，后者加热时间短、电耗低、电阻率均匀但不好装接头。

  石墨化工艺过程的控制是通过测温确定与升温情况相适应的电功率曲线来控制，通电时间艾奇逊炉50-80小时，内热串接炉9-15小时。

  石墨化的电耗很大，一般为3200-4800KWh，工序成本约占整个生产所带来的成本的20-35%。

  机械加工：炭石墨材料机械加工的目的是依靠切削加工来到达所需要的尺寸、形状、精度等，制成符合使用上的要求的石墨制品。返回搜狐，查看更加多

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