石墨制品及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种石墨制品及其制备方法，制备方法包括如下步骤：S1：将石墨材料粉碎，然后和粘结剂混合均匀；S2：将步骤S1得到的混合物放入成型模具中，加热至50～100℃进行刚性模压制；S3：取出步骤S2得到的模制品，然后进行热压烧结，得到石墨制品。本发明专利技术制备得到的石墨制品，具有密度大、表面精度高、热膨胀系数小、热扩散率和热导率高、传热快、抗压和抗折好等优异性能；且制备方法简单，生产成本低。

【技术实现步骤摘要】
石墨制品及其制备方法
本专利技术涉及石墨材料
，具体涉及一种石墨制品及其制备方法。
技术介绍
石墨(graphite)是一种结晶形碳，六方晶系，为铁墨色至深灰色；质软、有滑腻感、可导电。锅是人们日常生活中最常用的家庭用具，市面上的锅大部分是铁锅，但是其具有耐热范围小，热膨胀系数大、热扩散率和热导率小等缺点；也存在使用陶瓷制成的锅，陶瓷锅虽然热导率高且热膨胀系数小，但其耐热范围小且易破裂；还存在由高硼硅制成的养生锅，虽然其具有较低的热膨胀系数，但是其对热不敏感。因此，还需要开发综合性能优异的锅制品，来满足消费者的需求。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术目的在于提供一种石墨制品及其制备方法，以提高石墨制品的密度和表面精度，降低热膨胀系数，提高热扩散率和热导率，加快传热速率，增强抗压和抗折性能。为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案为：第一方面，本专利技术提供了一种石墨制品的制备方法，包括如下步骤：S1：将石墨材料粉碎，然后和粘结剂混合均匀；S2：将步骤S1得到的混合物放入成型模具中，加热至50～100℃进行刚性模压制；S3：取出步骤S2得到的模制品，然后进行热压烧结，得到石墨制品。在本专利技术的进一步实施方式中，步骤S1中，石墨材料和粘结剂的质量比为100:(5～10)；石墨材料粉碎后的粒径小于100μm。需要说明的是，石墨材料包括石墨。在本专利技术的进一步实施方式中，步骤S2中，刚性模压制的时间为25～35min。在本专利技术的进一步实施方式中，步骤S3中，热压烧结依次包括第一升温过程、第二升温升压及恒温恒压过程和降温过程：第一升温过程中，机械压力为20～22MPa，且以20～40℃/min的升温速率升温至2500℃；第二升温升压及恒温恒压过程中，将机械压力线性升高至26～28MPa，将温度线性升高至2900～3100℃，且使温度和压力同时达到最大值，之后恒温恒压22～26h；其中，升温速率为10～15℃/min；降温过程中，保持机械压力为最大值，以120～150℃/h的降温速率降温至15～30℃。在本专利技术的进一步实施方式中，步骤S2中，成型模具包括：炒锅模具、汤锅模具、烙饼锅模具和烧烤盘模具中的一种或多种。在本专利技术的进一步实施方式中，步骤S1中，石墨材料的制备方法包括如下步骤：S101：将石墨粉加入乙醇丁香酚混合溶液中，分散均匀后超声；S102：将步骤S101得到的混合物、氧化铝粉和镍粉加入到二丁基羟基甲苯丁香酚溶液中，混合均匀后静置预设时间；S103：在步骤S102得到的产物烘干，将收集的固体和生铁、氧化钙、氧化锆混合均匀，得到石墨材料。在本专利技术的进一步实施方式中，步骤S101中，石墨粉与乙醇丁香酚混合溶液的质量比为1:(8～10)，乙醇丁香酚混合溶液中，乙醇和丁香酚的质量比为1:(0.8～1.0)，超声的功率为500～600W，超声的时间为45～60min。在本专利技术的进一步实施方式中，步骤S102中，石墨粉、氧化铝粉、镍粉和二丁基羟基甲苯丁香酚溶液的质量比为1:(0.1～0.15):(0.02～0.05):(15～20)，静置的时间为5～6h，二丁基羟基甲苯丁香酚溶液中，二丁基羟基甲苯和丁香酚的质量比为1:(0.5～0.6)。在本专利技术的进一步实施方式中，步骤S103中，石墨粉、生铁、氧化钙、氧化锆的质量比为1:(0.02～0.03):(0.02～0.06):(0.01～0.02)。第二方面，本专利技术还保护根据上述制备方法制备得到的石墨制品。本专利技术提供的技术方案，具有如下的有益效果：(1)本专利技术提供的石墨制品密度高且分布均匀；并且表面精度高，这是因为烧结工艺使压坯密度升高，而烧结中处于粘流态的粘结剂具有良好的“整平”作用，从而可以使石墨制品表面精度等级提高；(2)本专利技术提供的石墨制品脱模压力小，可以减小模具磨损，从而延长其使用寿命；(3)本专利技术提供的石墨制品的生坯强度显著提高，从而可以大大降低产品在转移过程中出现的掉边和掉角等风险；(4)本专利技术提供的石墨制品耐热范围大，热膨胀系数小，热扩散率和热导率高，传热快，抗压和抗折性能好；(5)本专利技术提供的石墨制品的制备方法简单，生产成本低。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规商店购买得到的。以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，数据为三次重复实验的平均值或平均值±标准差。本专利技术提供一种石墨制品的制备方法，包括如下步骤：S1：将石墨材料粉碎至粒径小于100μm，然后和粘结剂以100:(5～10)的质量比混合均匀；S2：将步骤S1得到的混合物放入成型模具中，加热至50～100℃进行刚性模压制，刚性模压制的时间为25～35min；其中，成型模具包括：炒锅模具、汤锅模具、烙饼锅模具和烧烤盘模具中的一种或多种；S3：取出步骤S2得到的模制品，然后进行热压烧结，得到石墨制品；其中，热压烧结依次包括第一升温过程、第二升温升压及恒温恒压过程和降温过程：第一升温过程中，机械压力为20～22MPa，且以20～40℃/min的升温速率升温至2500℃；第二升温升压及恒温恒压过程中，将机械压力线性升高至26～28MPa，将温度线性升高至2900～3100℃，且使温度和压力同时达到最大值，之后恒温恒压22～26h；其中，升温速率为10～15℃/min；降温过程中，保持机械压力为最大值，以120～150℃/h的降温速率降温至15～30℃。优选地，石墨材料的制备方法包括如下步骤：S101：将石墨粉加入乙醇丁香酚混合溶液中，分散均匀后500～600W超声45～60min；其中，石墨粉与乙醇丁香酚混合溶液的质量比为1:(8～10)，乙醇丁香酚混合溶液中，乙醇和丁香酚的质量比为1:(0.8～1.0)；S102：将步骤S101得到的混合物、氧化铝粉和镍粉加入到二丁基羟基甲苯丁香酚溶液中，混合均匀后静置5～6h；其中，石墨粉、氧化铝粉、镍粉和二丁基羟基甲苯丁香酚溶液的质量比为1:(0.1～0.15):(0.02～0.05):(15～20)，二丁基羟基甲苯丁香酚溶液中，二丁基羟基甲苯和丁香酚的质量比为1:(0.5～0.6)；S103：在步骤S102得到的产物烘干，将收集的固体和生铁、氧化钙、氧化锆混合均匀，得到石墨材料；其中，石墨粉、生铁、氧化钙、氧化锆的质量比为1:(0.02～0.03):(0.02～0.06):(0.01～0.02)。下面结合具体实施例对本专利技术提供的石墨制品及其制备方法作进一步说明。实施例一本实施例提供一种石墨制品的制备方法，包括如下步骤：S1：将石墨材料(石墨粉)粉碎至粒径小于100μm，然后和粘结剂以100:5的质量比混合均匀；S2：将步骤S1得到的混合物放入成型汤锅模具中，加热至50℃进行刚性模压制，刚性模压制的时间为25min；S3：取出步骤S2得到的模制品，然后进行热压烧结，得到石墨制品；其中，热压烧结依次包括第一升温过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨制品的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：将石墨材料粉碎，然后和粘结剂混合均匀；S2：将步骤S1得到的混合物放入成型模具中，加热至50～100℃进行刚性模压制；S3：取出步骤S2得到的模制品，然后进行热压烧结，得到所述石墨制品。

【技术特征摘要】
1.一种石墨制品的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：将石墨材料粉碎，然后和粘结剂混合均匀；S2：将步骤S1得到的混合物放入成型模具中，加热至50～100℃进行刚性模压制；S3：取出步骤S2得到的模制品，然后进行热压烧结，得到所述石墨制品。2.根据权利要求1所述的石墨制品的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述石墨材料和所述粘结剂的质量比为100:(5～10)；所述石墨材料粉碎后的粒径小于100μm。3.根据权利要求1所述的石墨制品的制备方法，其特征在于：步骤S2中，所述刚性模压制的时间为25～35min。4.根据权利要求1所述的石墨制品的制备方法，其特征在于：步骤S3中，所述热压烧结依次包括第一升温过程、第二升温升压及恒温恒压过程和降温过程：所述第一升温过程中，机械压力为20～22MPa，且以20～40℃/min的升温速率升温至2500℃；所述第二升温升压及恒温恒压过程中，将机械压力线性升高至26～28MPa，将温度线性升高至2900～3100℃，且使温度和压力同时达到最大值，之后恒温恒压22～26h；其中，升温速率为10～15℃/min；所述降温过程中，保持机械压力为所述最大值，以120～150℃/h的降温速率降温至15～30℃。5.根据权利要求1所述的石墨制品的制备方法，其特征在于：步骤S2中，所述成型模具包括：炒锅模具、汤锅模具、烙饼锅模具和烧烤盘模具中的一种或多种。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢成文，
申请(专利权)人：佛山市巴伦亚合金材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44