一种高密度石墨材料及其生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种高密度石墨材料及其生产工艺，涉及原料、原料预处理、热加工和石墨材料。原料是由改性焦粉、石墨粉和煤沥青按照50～60：4～15：25～35的重量比组成，改性焦粉是经过了特殊的预处理后得到的。采用本发明专利技术技术制得的炭石墨材料，体积密度为1.75～1.85g/cm

High density graphite material and production process thereof

The invention discloses a high-density graphite material and a production process thereof, relating to raw material, raw material pretreatment, hot processing and graphite material. The raw material is made up of modified coke powder, graphite powder and coal pitch according to the weight ratio of 50 to 60:4 to 15:25 to 35, and the modified coke powder is obtained by special pretreatment. The carbon graphite material obtained by adopting the technique of the invention has a volume density of 1.75 to 1.85g/cm

【技术实现步骤摘要】
一种高密度石墨材料及其生产工艺
本专利技术属于石墨材料领域，特别是涉及一种高密度炭石墨材料及其生产工艺。
技术介绍
石墨材料广泛应用于化工、航天、冶金、机械、核能等众多工业领域，具有广泛的应用前景。但是，由于炭素的多孔性和疏松性，使得碳材料的理化性能和机械性能往往较差，通常采用高温热处理，焙烧和进行石墨化来提高其性能。高性能石墨主要指高强度、高密度、高纯度石墨制品，各向同性石墨的结构非常均匀致密，具有密度大、开孔率极低、抗压强度和弯曲强度高的特点，目前，我国的高性能石墨生产技术尚处在初级阶段，主要产品大都依赖进口。随着应用领域的不断扩展，对石墨材料的要求也不断提升，高强度、高密度、高纯度、耐腐蚀、耐高温、细颗粒结构等是未来的发展方向。为此，针对原料种类、粒度、组成以及生产制造工艺等诸方面进行改进、研究和探索，以完善和增强石墨材料性能，满足不同行业的需要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：在现有技术的基础上，提供一种高密度炭石墨材料及生产工艺。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：选择复合原料，改善焦粉粒度骨料，提高石墨材料的性能。本专利技术的技术路线为：一种高密度石墨材料及其生产工艺，涉及原料、原料预处理、热加工和石墨材料。所述原料是由改性焦粉、石墨粉和沥青按照50～60：4～15：25～35的重量比组成。改性焦粉是由煅烧后石油焦粉或煅烧后沥青焦粉和煤沥青按照65:35的重量比组成，改性焦粉的平均粒度为5~35μm，石墨粉是人造石墨、鳞片石墨中的一种或两种，平均粒度不大于5μm，沥青是软化点在95~125℃的熔化煤沥青或煤沥青粉。进一步地，煅烧后石油焦粉的平均粒度为5~20μm，煅烧后沥青焦粉的平均粒度为5~20μm，煤沥青是软化点在95~125℃的煤沥青。所述的，原料预处理是指原料中的改性焦粉是由普通焦粉经过特殊加工处理后才得到的，具体处理工艺为：a.煅烧后石油焦粉或煅烧后沥青焦粉和煤沥青，按65:35的重量比在160℃~180℃混捏60~90分钟；b.180~250℃温度下，模压成型；c.成型坯料在1250℃焙烧；d.破碎、磨粉,得到平均粒度为5~35μm改性焦粉。所述的，热加工包括：（1）改性焦粉、石墨粉、沥青在200~250℃进行混捏；（2）磨粉、压制；（3）一次焙烧和一次石墨化处理。采用本专利技术技术制得的石墨材料，其石墨材料的体积密度为1.75～1.85g/cm3，抗折强度是65～85MPa，抗压强度为120～180MPa，肖氏硬度为65~90。由于采用了上述方案，本专利技术的有益效果在于：提高了炭石墨材料的密度，原料炭化或石墨化的成本有所降低，生产工艺精简强化、生产周期缩短，能耗降低。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。实施例1：高密度炭石墨材料（1）焦粉的特殊处理将煅烧后石油焦粉（平均粒度5~20μm）和煤沥青按照65:35的比例加入容器中，在165℃下搅拌混捏70分钟，然后在200~250℃温度下模压成型，成型坯料在1250℃焙烧；焙烧360～420小时后冷却、破碎、研磨得到平均粒度为5~30μm改性处理焦粉。（2）制备材料原料及占比：处理焦粉：人造石墨：煤沥青粉=55：15：30将经特殊处理的焦粉、人造石墨（2-3μm）及煤沥青粉三种组分按照配比要求，在200～230℃下进行混捏，混捏后的混料按照常规工艺进行磨粉、等静压压制，在1150℃温度下，进行420～480小时的焙烧热加工处理。然后再将焙烧后制品在石墨化炉中，在2300～3000℃下热处理。（3）检测结果：体积密度1.82g/cm3抗折强度75MPa抗压强度为165MPa肖氏硬度76肖氏硬度试验方法按照《电炭制品物理化学试验方法第4部分：肖氏硬度》（JB/T8133.4-2013）规定进行；抗折强度试验方法按照《电炭制品物理化学试验方法第7部分：抗折强度》（JB/T8133.7-2013）规定进行；抗压强度试验方法按照《电炭制品物理化学试验方法第8部分：抗压强度》（JB/T8133.8-2013）规定进行；体积密度试验方法按照《电炭制品物理化学试验方法第14部分：体积密度》（JB/T8133.14-2013）规定进行。实施例2：高密度炭石墨材料（1）焦粉的特殊处理将煅烧后沥青焦粉（平均粒度5～20μm）和煤沥青按照65:35的比例加入容器中，在170～175℃下搅拌混捏90分钟，然后在220~240℃温度下模压成型，成型坯料在1250℃焙烧；焙烧380～400小时后冷却、破碎、研磨得到平均粒度为5~30μm改性处理焦粉。（2）制备材料原料及占比：处理焦粉:鳞片石墨：煤沥青=60:10:30（重量比）将经特殊处理的焦粉、鳞片石墨（3-5μm）及熔化煤沥青三种组分按照配比要求，在180～220℃下进行混捏，混捏后的混料按照常规工艺进行磨粉、等静压压制，在1150℃温度下，焙烧520～650小时，制得材料。然后再将焙烧后制品在石墨化炉中，在2300～3000℃下热处理。（3）检测结果：体积密度1.79g/cm3抗折强度66MPa抗压强度为152MPa肖氏硬度73肖氏硬度试验方法按照《电炭制品物理化学试验方法第4部分：肖氏硬度》（JB/T8133.4-2013）规定进行；抗折强度试验方法按照《电炭制品物理化学试验方法第7部分：抗折强度》（JB/T8133.7-2013）规定进行；抗压强度试验方法按照《电炭制品物理化学试验方法第8部分：抗压强度》（JB/T8133.8-2013）规定进行；体积密度试验方法按照《电炭制品物理化学试验方法第14部分：体积密度》（JB/T8133.14-2013）规定进行。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高密度石墨材料及其生产工艺，其特征在于：包括原料、原料预处理、热加工和石墨材料。

【技术特征摘要】
1.一种高密度石墨材料及其生产工艺，其特征在于：包括原料、原料预处理、热加工和石墨材料。2.根据权利要求1的一种高密度石墨材料及其生产工艺，其特征在于：所述原料是由改性焦粉、石墨粉和沥青按照50～60：4～15：25～35的重量比组成。3.根据权利要求2所述的一种高密度石墨材料及其生产工艺，其特征在于：所述改性焦粉是由煅烧后石油焦粉或煅烧后沥青焦粉和煤沥青按照65:35的重量比组成，改性焦粉的平均粒度为5~35μm。4.根据权利要求2所述的一种高密度石墨材料及其生产工艺，其特征在于：所述石墨粉是人造石墨、鳞片石墨中的一种或两种，平均粒度不大于5μm。5.根据权利要求2所述的一种高密度石墨材料及其生产工艺，其特征在于：所述沥青是软化点在95~125℃的熔化煤沥青或煤沥青粉。6.根据权利要求3的一种高密度石墨材料及其生产工艺，其特征在于：所述煅烧后石油焦粉的平均粒度为5~20μm，煅烧后沥青焦粉的平均粒度...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱仕高，朱炜光，
申请(专利权)人：巴中意科碳素股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51