石墨板材及其制造方法技术

本发明专利技术属于粉末冶金领域。公开了一种石墨板材及其制造方法，其由以下按重量百分比计的原材料制得：中温沥青粉、成型剂、铁合金粉以及再结晶石墨混合沥青焦粉，其中，所述再结晶石墨混合沥青焦粉的用量为80％‑92％，所述再结晶石墨混合沥青焦粉的粒度范围为1‑10微米，通过采用上述方式，在高温高压下，再结晶石墨混合沥青焦、中温沥青粉、成型剂及铁合金粉之间互相反应，加入的物质中温沥青粉和铁合金粉起到粘结剂和催化剂的作用，可提高石墨板材的整体强度，其物理化学性能指标能满足不同领域的需要。

Graphite sheet and its manufacturing method

The invention belongs to the field of powder metallurgy. A graphite sheet and a manufacturing method thereof are disclosed, which are prepared from the following raw materials by weight percentage: medium temperature asphalt powder, molding agent, ferroalloy powder and recrystallized graphite mixed asphalt coke powder, wherein the recrystallized graphite mixed asphalt coke powder is 80%92%, and the recrystallized graphite mixed asphalt coke is said to be a recrystallized graphite mixed asphalt coke. The particle size range of the powder is 1 10 micron. Under high temperature and pressure, the recrystallized graphite mixture pitch coke, medium temperature pitch powder, moulding agent and ferroalloy powder react with each other. The addition of medium temperature pitch powder and ferroalloy powder acts as binder and catalyst, and the overall strength of the graphite sheet can be improved. Its physical and chemical properties can meet the needs of different fields.

【技术实现步骤摘要】
石墨板材及其制造方法
本专利技术属于粉末冶金领域，尤其涉及一种石墨板材及其制造方法。
技术介绍
石墨由于其特殊的结构，具有耐高温、导电、导热性能良好、润滑性能好、可塑性强和抗热震性好的优良性能，石墨在工业上运用极广，几乎每个行业都会用到。由于石墨自身优良的性能常被加工成石墨板材，石墨板材被广泛应用于电子，冶金，电镀，化工，钢铁和环保污水处理等各个领域，但是由于传统石墨生产需要经过多次浸焙的工艺，制造流程很复杂，一般生产周期高达6个月，生产成本较高，而且生产过程中环境污染也比较严重。采用人造石墨制造的石墨板材的物理化学性能不能满足不同领域的需要。有鉴于此，提供一种物理化学性能更好的石墨板材及其制造方法实为必要。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种物理化学性能更好的石墨板材及其制造方法。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供以下技术方案：第一方面，本专利技术实施例提供一种石墨板材，其由以下按重量百分比计的原材料组成制得：中温沥青粉、成型剂、铁合金粉以及再结晶石墨混合沥青焦粉，其中，所述再结晶石墨混合沥青焦粉的百分比为80％-92％，所述再结晶石墨混合沥青焦粉的粒度范围为1-10微米。优选地，所述再结晶石墨混合沥青焦粉的百分比为85％-90％。优选地，所述再结晶石墨混合沥青焦粉的粒度为1微米，所述高纯铁合金粉与中温沥青粉的重量比为1:20。优选地，所述再结晶石墨混合沥青焦粉的粒度为1微米，所述高纯铁合金粉与中温沥青粉的重量比3:8。优选地，所述再结晶石墨混合沥青焦粉的粒度为3微米，所述高纯铁合金粉与中温沥青粉的重量比为1:10。优选地，所述再结晶石墨混合沥青焦粉的粒度为3微米，所述高纯铁合金粉与中温沥青粉的重量比为1:20。优选地，所述再结晶石墨混合沥青焦粉的粒度为5微米，所述高纯铁合金粉与中温沥青粉的重量比为1:3。优选地，所述再结晶石墨混合沥青焦粉的粒度为10微米，所述高纯铁合金粉与中温沥青粉的重量比为1:4。第二方面，本专利技术实施例提供一种石墨板材的制造方法，包括将原材料：沥青粉、成型剂、铁合金粉以及再结晶石墨混合沥青焦粉，四者充分混合，用四柱压机在模具中压制成柱状，脱蜡后装入复合叶腊石中使用六面顶压机升温升压烧结，泄压后取出。优选地，所述升温升压烧结包括：首先将压力线1-2分钟升压到60Mpa，保压1-3分钟之后开始加热，将加热器的功率升到10千瓦，保温2-30分钟后，再将功率2-25分钟慢速升到18千瓦，恒温5-35分钟停止供热，功率线恢复到0，接着5-10分钟后泄压，压力线恢复到0，烧结全过程按照加热的时间来算，共9-90分钟。本专利技术实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况，本专利技术实施例制备石墨板材的原材料由中温沥青粉、成型剂、铁合金粉以及再结晶石墨混合沥青焦粉组成，在高温高压下，再结晶石墨混合沥青焦、中温沥青粉、成型剂及铁合金粉之间互相反应，加入的物质中温沥青粉和铁合金粉起到粘结剂和催化剂的作用，可提高石墨板材的整体强度，其物理化学性能指标能满足不同领域的需要。【附图说明】图1是本专利技术实施例提供的制造石墨板材方法中升温升压烧结的工艺图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、方法方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术所用的碳素材料为再结晶石墨混合沥青焦，再结晶石墨混合沥青焦的抗弯强度为大于70Mpa，抗压强度大于100Mpa，肖式硬度为60-80，热膨胀系数为4.47EX10-6/℃，热导率为100W/m·℃。通过高温、高压烧结技术烧结再结晶石墨混合沥青焦，制造出的石墨板材的物理、化学性能优于传统人造石墨(三浸四焙)。生产周期由传统的6个月左右缩短至几天内，环境污染及时间成本大幅度降低，经济效益明显。本专利技术实施例提供一种石墨板材，其由以下原材料组成制得：中温沥青粉、成型剂、铁合金粉以及再结晶石墨混合沥青焦。下面所述原材料的用量均按重量百分比计。沥青粉是由沥青类物质经磺化、乳化等化学处理形成，它是一种阴离子型高聚物，它的分子结构是碳碳键和碳硫键，键能比较强，故抗温性较高；沥青粉分为低温沥青粉、中温沥青粉和高温沥青粉，本专利技术实施例中采用中温沥青粉，其纯度为98％，中温沥青粉在石墨板材的制造过程中用作粘结剂，中温沥青粉采用80-100目。可选的，中温沥青粉的用量为2％-10％，优选中温沥青粉用量为4％-7％，而传统制造石墨板材方法中的沥青的用量通常大于25％，避免了高温石墨化的能源消耗。铁合金粉是铁与一种或几种元素组成的中间合金，主要用于钢铁冶炼，还可作脱氧剂、催化剂，本专利技术实施例中铁合金粉的纯度为99％，铁合金粉的粒度范围为10-50微米；其中，铁合金粉的用量为0.1％-3％，优选铁合金粉的用量为0.2％-2％。再结晶石墨混合沥青焦是制造石墨板材所使用的原料，再结晶石墨混合沥青焦粉的粒度范围为1-10微米，优选再结晶石墨混合沥青焦粉的粒度范围为1-3微米。在一定比例的沥青粉及铁合金粉中按一定重量比加入不同粒度的再结晶石墨混合沥青焦粉，再结晶石墨混合沥青焦占制造石墨板材所用原料总量的百分比为：80％-92％，其中，优选再结晶石墨混合沥青焦粉的百分比85％-90％。成型剂可为聚乙烯、石蜡、酚醛树脂、硬脂酸和水中的一种或多种；其中，成型剂的用量为3％-10％，优选成型剂的用量为4％-7％。本专利技术实施例还提供一种石墨板材的制造方法，包括：将中温沥青粉、成型剂、铁合金粉以及再结晶石墨混合沥青焦粉充分混合后，用四柱压机在模具中压制成块状，泄压后取出该碳素试验块，即获得本专利技术实施例的石墨板材。六面顶压机采用的是韶关赛普超硬材料科技有限公司自产的6×3000T压机。本专利技术实施例采用六面顶压机热压烧结制造获得本专利技术实施例的石墨板材，性能优于传统人造石墨(三浸四焙)。本实施例中，升温升压烧结包括：首先将压力线1-5分钟升压到60Mpa，保压1-3分钟之后开始加热，将加热器的功率升到10千瓦，保温2-30分钟后再将功率2-25分钟慢速升到18千瓦，恒温5-35分钟停止供热，功率线恢复到0，烧结全过程按照加热的时间来算，共9-90分钟。接着5-10分钟后泄压，压力线恢复到0，泄压后取出碳素试验块，将碳素试验块放置到电炉中加热到1600-2200度回火处理，测试试验块密度为1.70g/cm2，抗弯强度不低于60Mpa，抗压强度不低于90Mpa；肖式硬度大于65，热膨胀系数为4.34EX10-6/℃，热导率为100W/m·℃。以下通过具体实施例和对比实施例对本专利技术实施例进行说明。采用上述四种原材料通过常规工艺制造不出上述性能较好的石墨板材，才用常规工艺制作石墨板材的原料粉末粒径不会高于400目，而采用本实施例中的热压工艺能够采用800目以上的原材料制造石墨板材。实施例1称4000克1微米的再结晶石墨混合沥青焦粉末；称200克80目中温沥青粉(纯度98.0％)；称300克成型剂；称10克10微米的高纯铁合金粉(99.0％)；四者充分混合，用四柱压机在模具中压制成块状，600度脱胶后装入3000吨双面压全自动热压机特制的复合叶腊石中，采用3000吨双面压全自动热压机热压烧结，按图1所示方法进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨板材，其特征在于，其由以下按重量百分比计的原材料组成制得：中温沥青粉、成型剂、铁合金粉以及再结晶石墨混合沥青焦粉，其中，所述再结晶石墨混合沥青焦粉的用量为80％‑92％，所述再结晶石墨混合沥青焦粉的粒度范围为1‑10微米。

【技术特征摘要】
1.一种石墨板材，其特征在于，其由以下按重量百分比计的原材料组成制得：中温沥青粉、成型剂、铁合金粉以及再结晶石墨混合沥青焦粉，其中，所述再结晶石墨混合沥青焦粉的用量为80％-92％，所述再结晶石墨混合沥青焦粉的粒度范围为1-10微米。2.根据权利要求1所述的石墨板材，其特征在于，所述再结晶石墨混合沥青焦粉的用量为85％-90％。3.根据权利要求1所述的石墨板材，其特征在于，所述再结晶石墨混合沥青焦粉的粒度为1微米，所述高纯铁合金粉与中温沥青粉的重量比为1:20。4.根据权利要求1所述的石墨板材，其特征在于，所述再结晶石墨混合沥青焦粉的粒度为1微米，所述高纯铁合金粉与中温沥青粉的重量比为3:8。5.根据权利要求1所述的石墨板材，其特征在于，所述再结晶石墨混合沥青焦粉的粒度为3微米，所述高纯铁合金粉与中温沥青粉的重量比1:10。6.根据权利要求1所述的石墨板材，其特征在于，所述再结晶石墨混合沥青焦粉的粒度为3微米，所述高纯铁合金粉与中温沥青粉的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张战，张倩楠，
申请(专利权)人：深圳市赛普戴蒙德科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44