Grafit prasowany izostatycznieto nowy rodzaj materiału grafitowego opracowany w latach 60-tych XX wieku, który posiada szereg doskonałych właściwości. Na przykład grafit prasowany izostatycznie ma dobrą odporność na ciepło. W obojętnej atmosferze jego wytrzymałość mechaniczna nie tylko nie maleje wraz ze wzrostem temperatury, ale także wzrasta, osiągając najwyższą wartość w okolicach 2500℃; W porównaniu ze zwykłym grafitem jego struktura jest cienka i gęsta, a jego jednorodność jest dobra; Współczynnik rozszerzalności cieplnej jest bardzo niski i ma doskonałą odporność na szok termiczny; Izotropowy; Silna odporność na korozję chemiczną, dobra przewodność cieplna i elektryczna; Ma doskonałą wydajność obróbki mechanicznej.
To właśnie ze względu na swoje doskonałe właściwości grafit prasowany izostatycznie jest szeroko stosowany w takich dziedzinach jak metalurgia, chemia, elektronika, przemysł lotniczy i energia atomowa. Co więcej, wraz z rozwojem nauki i technologii, obszary zastosowań stale się poszerzają.
Proces produkcji grafitu prasowanego izostatycznie
Proces produkcji grafitu prasowanego izostatycznie pokazano na rysunku 1. Jest oczywiste, że proces produkcji grafitu prasowanego izostatycznie różni się od procesu produkcji elektrod grafitowych.
Grafit prasowany izostatycznie wymaga strukturalnie izotropowych surowców, które należy zmielić na drobniejsze proszki. Należy zastosować technologię formowania izostatycznego na zimno, a cykl prażenia jest bardzo długi. Aby osiągnąć docelową gęstość wymagane jest wielokrotne cykle prażenia impregnacyjnego, a cykl grafityzacji jest znacznie dłuższy niż w przypadku zwykłego grafitu.
Inną metodą wytwarzania grafitu prasowanego izostatycznie jest wykorzystanie jako surowca mezofazowych mikrosfer węglowych. W pierwszej kolejności mezofazowe mikrosfery węglowe poddawane są obróbce stabilizacyjnej oksydacyjnej w wyższych temperaturach, następnie prasowaniu izostatycznemu, a następnie dalszej kalcynacji i grafityzacji. Metoda ta nie została przedstawiona w tym artykule.
1.1 Surowce
ThSurowcami do produkcji grafitu prasowanego izostatycznie są kruszywa i spoiwa. Kruszywa produkowane są najczęściej z koksu naftowego i koksu asfaltowego, a także mielonego koksu asfaltowego. Na przykład grafit izostatyczny serii AXF produkowany przez POCO w Stanach Zjednoczonych jest wytwarzany z mielonego koksu asfaltowego Gilsontecoke.
Aby dostosować wydajność produktu do różnych zastosowań, jako dodatki stosuje się również sadzę i sztuczny grafit. Ogólnie rzecz biorąc, koks naftowy i koks asfaltowy należy przed użyciem kalcynować w temperaturze 1200 ~ 1400 ℃ w celu usunięcia wilgoci i substancji lotnych.
Jednakże w celu poprawy właściwości mechanicznych i gęstości strukturalnej wyrobów prowadzona jest także bezpośrednia produkcja grafitu prasowanego izostatycznie z wykorzystaniem surowców takich jak koks. Cechą koksowania jest to, że zawiera substancje lotne, ma właściwości samospiekające oraz rozszerza się i kurczy synchronicznie z koksem wiążącym. W spoiwie zwykle stosuje się pak węglowy, a w zależności od różnych warunków sprzętowych i wymagań procesowych każdego przedsiębiorstwa, temperatura mięknienia stosowanego paku węglowego waha się od 50 ℃ do 250 ℃.
Na wydajność grafitu prasowanego izostatycznie duży wpływ mają surowce, a wybór surowców jest kluczowym ogniwem w wytwarzaniu wymaganego produktu końcowego. Przed podaniem należy dokładnie sprawdzić właściwości i jednorodność surowców.
1.2 Szlifowanie
Zwykle wymagana jest wielkość agregatu grafitu prasowanego izostatycznie, aby osiągnąć wartość poniżej 20um. Obecnie najbardziej rafinowany grafit prasowany izostatycznie ma maksymalną średnicę cząstek 1 μm. Jest bardzo cienki.
Aby zmielić koks kruszywa na tak drobny proszek, potrzebna jest ultradrobna kruszarka. Mielenie o średniej wielkości cząstek 10-20 μ. Proszek m wymaga zastosowania młyna walcowego pionowego, o średniej wielkości cząstek poniżej 10 μ. Proszek m wymaga zastosowania młynka przepływowego.
1.3 Mieszanie i ugniatanie
Do mieszalnika grzewczego w celu ugniatania wsypać zmielony proszek i spoiwo paku węglowego, tak aby warstwa asfaltu równomiernie przylegała do powierzchni cząstek sproszkowanego koksu. Po wyrobieniu wyjmij pastę i pozostaw do ostygnięcia.
Czas publikacji: 27 września 2023 r