高纯石墨棒的工艺流程
高纯石墨棒的工艺流程一般包含以下几个关键步骤:
资料挑选与预处理:
资料挑选:高纯石墨棒的主要资料包含石油焦、沥青焦和天然鳞片石墨等。这些资料需通过严峻挑选,保证其纯度、固定碳含量和杂质含量等政策符合要求。
预处理:资料需通过高温煅烧处理,以去除蒸发分和部分金属杂质。例如,石油焦需通过2700℃以上的高温煅烧。一起,还需对资料进行破坏、筛分等处理,保证资料粒度均匀。
配料与混捏成型:
配料:将处理后的资料按必定份额进行配料,一般包含石油焦、沥青焦和粘结剂(如改质沥青)等。
混捏成型:将配好的资料在混捏机中进行充沛混合,并在必定温度(如160-180℃)下坚持必定时刻(≥4小时),以结束均匀包覆。随后,通过等静压成型(压力200-300MPa)或揉捏成型(挤出速度2-5mm/s)等办法将资料约束成型。
焙烧工艺:
阶梯升温:将成型后的石墨坯料放入焙烧炉中,进行阶梯升温处理。例如,在25-800℃阶段升温速率≤3℃/h,800-1250℃阶段≤5℃/h。
维护气氛:在焙烧过程中,需通入氮气等维护气氛,以防止石墨氧化。总耗时一般为18-22天,体积缩短率约为12-15%。
浸渍增密:
浸渍剂挑选:一般选用改质沥青作为浸渍剂,其软化点在85-95℃之间。
浸渍增密:通过三浸四焙工艺,将石墨坯料在浸渍剂中浸泡,并在必定压力(1.2-1.5MPa)和温度(200-220℃)下进行浸渍处理。单次增密效果可使体积密度前进0.05-0.08g/cm3。
石墨化处理:
高温处理:将浸渍增密后的石墨坯料放入石墨化炉中,进行高温处理。温度一般维持在2800-3000℃之间,时刻约为48-72小时。
温度控制:在石墨化过程中,需严峻控制炉内温度分布,保证炉芯与边沿温差≤150℃。通过石墨化处理后,石墨坯料的电阻率将大幅下降,从8000μΩ·m降至6-10μΩ·m。
纯化处理:
卤素纯化:在高温下(如1900-2300℃)通入Cl?气体等卤素气体,与石墨中的杂质元素及其化合物产生反响,生成易分化逸出的金属卤化物,然后去除杂质。
真空纯化:在真空度下(如10?3Pa)坚持必定时刻(如50小时),进一步去除石墨中的残留杂质和气体。毕竟纯度要求总杂质含量≤50ppm,乃至更低。
机械加工与外表处理:
机械加工:依据产品需求,对石墨化后的石墨棒进行切削、磨削等机械加工,以获得所需的尺度和形状。
外表处理:通过研磨、抛光等工艺前进石墨棒的外表光洁度。必要时,还可进行功用涂层处理(如碳化硅涂层),以前进其抗氧化性、耐磨性等功能。
质量检测与包装:
质量检测:对加工后的石墨棒进行全面的质量检测,包含尺度精度、外表质量、纯度、电阻率等政策。
包装与出库:将合格的石墨棒进行包装,并标明相关信息(如规范、纯度、生产日期等),然后出库出售或交给客户。
