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炭石墨材料浸漬工藝

2018-05-02 09:59:09 作者：本網整理來源：材料人分享至：

在炭素材料中，炭石墨材料的制備一般要經過經配料、混捏、壓型、焙燒和浸漬和石墨化等工藝過程。浸漬工藝作為制作炭石墨材料不可或缺的一部分，通常是在原料經過焙燒過后才會進行。在混捏過程中，原料里會加入大量粘接劑（通常是瀝青或者煤瀝青），經過長時間焙燒過程后，粘接劑會經過高溫分解成為大量氣體而排出，這就造成制品在焙燒過后會產生大量氣孔，會造成以下結果：

1.造成開口氣孔率增大和體積密度降低2.機械性能降低，可加工性降低3.導電性減弱，電阻率增大4.密封性能降低，5.耐腐蝕性和抗氧化能力不足而浸漬的目的就是在一定的溫度和壓力下，迫使液態浸漬劑浸入多孔制品的氣孔中，用來降低制品氣孔率、提高其體積密度和機械強度、改善導電和導熱性能等物理和化學性能。

浸漬工藝按浸漬液來分，可分為金屬浸漬和非金屬浸漬，在這里主要介紹非金屬浸漬中的煤瀝青浸漬。浸漬所需主要設備：預熱罐、浸漬罐、浸漬液加熱罐。

浸漬工藝流程：

制品在浸漬前，需要用預熱罐對制品進行預熱，根據制品的規模大小，預熱時間一般為2.0—3.5h，溫度通常比浸漬罐高20—50℃，預熱罐的主要作用是排除部分制品內所含的氣體和水分，同時使制品和浸漬液的溫度大致相當。在對制品預熱過程前，還要對浸漬液進行加熱處理，使之成為可以浸漬的液體（浸漬罐和浸漬液罐通過底部閥門連通）。在制品預熱好后，需立即將制品移至浸漬罐中，待裝好制品后，密封好浸漬罐，開始抽真空，真空度不低于0.08MPa，時間保持40-60h。然后打開閥門，通過壓力差使浸漬液自動流入浸漬罐中，待全部流入后，關閉閥門，對浸漬罐開始加壓，壓強維持在0.7-1.2MPa，時間保持2-4h。加壓結束后，再次打開閥門，利用壓強差使浸漬液自動回流入浸漬液罐，待回流完后關閉好閥門。最后打開浸漬罐，將半成品吊出進行自然固化。

浸漬液：

此次制品浸漬介質采用煤瀝青。浸漬后的溶液返回到瀝青貯罐內，一般在一個月之內更換一次。

浸漬液更換的原因：在浸漬過程中，煤瀝青會經過反復加熱，則瀝青將發生氧化縮合，輕餾分跑掉，瀝青分子增大，瀝青軟化點增高，游離碳含量增加。這樣便會使瀝青浸潤能力減弱，以至影響浸漬效果。

對浸漬煤瀝青的技術要求可參考一下標準：

1）灰分：不大于0.3%。

2）水分：不大于0.2%。

3）揮發分：60～70%。

4）軟化點：55～75℃（水銀法）。

5）游離碳：18～25%。

煤瀝青軟化點不符合要求時，用蒽油調節，蔥油的質量指標如下：水分不大于0.5%；苯不溶物不大于0.5%；比重1.1～1.15g/cm3。

性能測試：

1.抗壓強度：測試制品外力施壓時所承受的強度極限，利用壓力測試機測試，采用標準BJ/T8133.8一1999電炭制品試驗方法。

2.抗折強度：測試制品單位面積承受彎矩時的極限折斷應力，試驗在通用萬能材料試驗機上進行，采用標準BJ/T8133.8一1999電炭制品試驗方法3.肖氏硬度：用來測試制品的軟硬程度，利用肖氏硬度計，采用標準BJ/T8133.4一1999電炭制品試驗方法4.開口氣孔率：用來測試制品氣孔含量的一個指標，采用水煮法來測定，標準采用標準BJ/T8133.14一1999電炭制品試驗方法5.體積密度：測試制品密度標準采用標準BJ/T8133.15一1999電炭制品試驗方法注意：

1.制品調入浸漬罐前同樣需要對浸漬罐進行加熱。

2.抽真空時保持長時間，是為了盡可能將制品內部細小孔洞的空氣和水分排除完，加壓時間長同樣是為了使制品浸漬充分。

3.在對浸漬罐加壓過程中，可通入氮氣增加壓強。

4.整個浸漬過程，浸漬液罐保持常壓。

5.在打開浸漬罐前，應先對浸漬罐進行排氣處理，以防發生事故。

6.制品預熱時間、抽真空時間、浸漬時間需要根據制品的尺寸大小進行靈活調整。

7.如果想大幅度改善產品的性能，可對制品進行多次浸漬。

8.在性能測試方面可根據不同的需求進行增加，例如測試抗氧化性能、耐腐蝕性能等。

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責任編輯：王元

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