等静压石墨原料工艺与设备浅说PPT(共 33张)
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西格里等静压石墨生产工艺1. 背景介绍西格里等静压石墨是一种高纯度、高密度、高强度的特种垫片材料,广泛应用于各种高温、高压场合,如核电站、炼油厂等。
本文将介绍西格里等静压石墨的生产工艺。
2. 原材料2.1 石墨粉生产西格里等静压石墨的关键原料是石墨粉。
石墨粉应具有高纯度、好的流动性、均匀的粒度分布和适当的表面积。
一般采用加工石墨或天然石墨矿加工而来的石墨粉。
2.2 增塑剂增塑剂是一种有机物,主要作用是增加石墨粉的可塑性和保水性,并提高石墨坯料的强度和塑性。
一般采用苯甲酸等增塑剂。
2.3 纤维素类物质纤维素类物质是一种天然高分子有机物,主要作用是增加坯料的韧性和可压性以及促进成型过程中的流动。
一般采用纤维素、聚丙烯纤维等。
2.4 聚合物3. 生产工艺3.1 坯料制备将石墨粉、增塑剂、纤维素类物质和聚合物按一定比例混合均匀,加入适量的水在高速搅拌机中混合6-8小时,得到粘度适宜、流动性良好的坯料。
将坯料按照设计要求压制成各种规格的坯体。
成型可采用等静压法、注射成型法等。
3.2.1 等静压法等静压法是指在静止状态下对坯料施加等干压力,使坯体内部的流动趋势趋向均衡,从而获得均匀的密度分布。
等静压机主要由机架、压头、加热系统及控制系统等组成。
生产中,将坯体放置于加热室中加温,再将坯体放置于压头下,通过升降机控制坯体高度,使坯体压缩至一定程度,然后开始施加等干压力,直到达到设计要求的密度。
3.2.2 注射成型法注射成型法是指将坯料放入注射机中,在高温高压下将其注射入模具,再将模具加热或在高温高压下保温一段时间,使坯料充分流动并获得均匀的密度分布。
注射成型法可通过模具设计不同的形状和规格的坯体。
3.3 坯体烧结将已成型的坯体放入烧结炉中进行烧结处理。
烧结炉可采用电阻炉、热风炉等。
烧结温度通常在2000℃以上,在氢气或真空中烧结,使坯体中残留的溶质和极微小的孔隙被气体扫除或填充,从而提高坯体的密度和强度。
4. 总结西格里等静压石墨的生产工艺包括坯料制备、坯料成型和坯体烧结三个过程。
等静压石墨原材料
等静压石墨原材料是一种重要的工业原料,广泛应用于各个领域。
它是通过对石墨进行高温和高压处理而得到的,具有优异的物理和化学性质。
等静压石墨原材料具有良好的导电性。
由于其晶体结构中存在大量的杂质和缺陷,使得电子在其中能够自由移动。
这使得等静压石墨原材料成为制造导电材料的理想选择,例如电极材料、电池电解质和电子元器件等。
等静压石墨原材料还具有优异的热导性能。
由于其晶格结构的特殊性,使得热量能够快速传导,并具有较高的热稳定性。
因此,等静压石墨原材料被广泛应用于高温领域,如航空航天、核能和高温炉等。
等静压石墨原材料还具有良好的化学稳定性。
它对大多数化学物质具有较高的耐腐蚀性,能够在酸碱等恶劣环境下保持稳定。
因此,等静压石墨原材料在化工行业中被广泛应用于装置和管道的制造。
由于等静压石墨原材料具有良好的机械性能,如高强度和耐磨性,因此在机械工程领域也有广泛的应用。
例如,它可以用于制造摩擦材料、轴承和密封件等。
等静压石墨原材料是一种多功能的工业原料,具有良好的导电性、热导性、化学稳定性和机械性能。
它在各个领域都有广泛的应用,
为人类的生产和生活提供了重要支撑。
通过不断的研究和创新,相信等静压石墨原材料的应用领域还将不断扩大,为人类的发展做出更大的贡献。
等静压石墨详解等静压石墨是上世纪60年代发展起来的一种新型石墨材料,具有一系列优异的性能。
譬如,等静压石墨的耐热性好,在惰性气氛下,随着温度的升高其机械强度不但不降低,反而升高,在2500℃左右时达到最高值; 与普通石墨相比,结构精细致密,而且均匀性好; 热膨胀系数很低,具有优异的抗热震性能; 各向同性; 耐化学腐蚀性强,导热性能和导电性能良好; 具有优异的机械加工性能。
正是由于具有这一系列的优异性能,等静压石墨在冶金、化学、电气、航空宇宙及原子能工业等领域得到广泛应用,而且,随着科学技术的发展,应用领域还在不断扩大。
等静压石墨的生产工艺等静压石墨的生产工艺流程如图1所示。
很显然,等静压石墨的生产工艺与石墨电极不同。
等静压石墨需要结构上各向同性的原料,需要将原料磨制成更细的粉末,需要应用冷等静压成型技术,焙烧周期非常长,为了达到目标密度,需要多次的浸渍—焙烧循环,石墨化的周期也要比普通石墨长得多。
生产等静压石墨的另外一种方法是用中间相炭微球为原料。
首先将中间相炭微球在较高温度下进行氧化稳定化处理,然后等静压成型,再进一步焙烧和石墨化,本文不介绍这种方法。
1.1 原料生产等静压石墨的原料包括骨料和黏结剂。
骨料通常是用石油焦和沥青焦,也有用地沥青焦的,比如美国POCO公司的AXF系列等静压石墨,就是用地沥青焦Gilsonite coke生产的。
为了根据不同的用途进行产品性能的调整,也有用炭黑、人造石墨做添加剂的情况。
一般情况下石油焦和沥青焦需要在1200~1400℃下进行煅烧,去除水分及挥发分后才能使用。
但是为了提高制品的机械性能和结构致密性,也有直接用生焦做原料生产等静压石墨的。
生焦的特点是含有挥发分,具有自烧结性,与黏结剂焦同步膨胀和收缩。
黏结剂通常使用煤沥青,根据各个企业不同的设备条件和工艺要求,使用的煤沥青软化点从50℃到250℃的都有。
等静压石墨的性能受原料的影响极大,对原料的精选是能否生产出所需要的最终产品的关键环节。
等静压石墨等静压石墨等静压石墨是由高纯石墨压制而成。
等静压石墨是指采用等静压成型方式生产的石墨材料,也称为“各向同性”石墨。
等静压成型是将待压物料经过密封后臵于高压容器中,利用液体介质不可压缩的性质和均匀传递压力的性质从各个方向对物料进行均匀加压。
根据流体力学原理,其压强大小不变且均匀的传递到各个方向,因此高压容器中的粉料在各个方向上受到的压力是均匀和大小一致的。
采用这种方法使粉料致密成坯体的方法称为等静压成型。
按照等静压成型时的温度划分,还可分为冷等静压、温等静压和热等静压。
热等静压生产的石墨性能最高,但价格昂贵,例如神舟六号逃逸装置上的石墨材料就是采用热等静压技术生产的,价值高达2万/kg。
等静压石墨具有以下优点:适合大规模成型、压制异型制品。
由于采用液体加压,表明均匀受力压缩;压力可达160-200Mpa甚至更高,压缩强度高,因此适合压制大规格制品。
可以改变模具形状直接压制成异形坯。
材料组织结构致密均匀,硬度高、强度高。
液体加压,制品均匀受力;可选保压时间以及控制泄压速度,释放压力后制品弹性后效小,是压制超细结构产品的前提条件之一;压力大、强度高,因此制品硬度和强度均较高。
各向同性(特性与尺寸、形状、取样方向无关)。
由于液体中加压,各向压力相同,制品具有各向同性。
抗热震性好、耐高温。
材料在急冷急热工况条件下不易开裂,并且抗氧化性能强。
等静压石墨具有高强度、高密度、高纯度、化学稳定性高、结构致密均匀、耐高温、耐辐照、导电率高、耐磨性好、自润滑、易加工等特点,广泛用于冶金、化工、航天、电子、机械、核能等工业领域。
尤其是大规格高质量的特种石墨,作为替代材料,在高科技、新科技领域有着宽广的应用空间,具有广泛的应用前景。
等静压石墨是国际上近50年来发展起来的新产品,与当今高科技紧密相连。
不仅在民用上大有作为,在国防尖端上占有重要地位,属于新型材料。
它是制造单晶炉、金属连铸石墨结晶器、电火花加工用石墨电极等不可替代的材料,更是制造火箭喷嘴、石墨反应堆的减速材料和反射材料的绝好材料。
等静压石墨成型技术等静压技术原理是根据帕斯卡原理,利用制品在各向均等的超高压压力状态下成型的先进技术。
其制成品的各向同一性好,针对性能要求高,形状复杂及细长比大的零件有很好效果。
等静压技术已有70多年的历史,初期主要应用于粉末冶金成型;近20年来,等静压技术已广泛应用于陶瓷铸造、原子能、、塑料、石墨、陶瓷、永磁体、高压电磁瓷瓶、生物药物制备、食品保鲜、高性能材料、军工等领域。
等静压技术按成型和固结时的温度高低,分为:冷等静压、温等静压、热等静压三种不同类型。
a 冷等静压技术(Cold Isostatic Pressing,简称CIP) 是在常温下,通常用橡胶或塑料作包套模具材料,以液体为压力介质,主要用于粉体材料成型,为进一步烧结,煅造或热等静压工序提供一般使用压力为100~ 630MPa。
b 温等静压技术,压制温度一般在80~500℃下.使用特殊的液体或气体传递压力,使用压力为100MPa左右。
主要用于粉体物料在室温条件下不能成型的石墨、聚酰胺橡胶材料等。
以使能在升高的温度下获得坚实的坯体。
c 热等静压技术(hot isostatic pressing,简称HIP) (HIP) ,是一种在高温和高压同时作用下,使物料经受等静压的工艺技术,它不仅用于粉末体的固结.使工艺成型与烧结两步作业一并完成.而且还用于工件的扩散粘结,铸件缺陷的消除,复杂形状零件的制作等。
在热等静压中,一般采用氩、氨等惰性气体作压力传递介质,包套材料通常用金属或玻璃。
工作温度一般为1000~2200℃,工作压力常为100~200MPa。
等静压技术-与常规成型技术相比特点等静压技术作为一种,与相比,具有以下特点:a.等静压成型的制品密度高,一般要比单向和双向模压成型高5 ~l5 。
热等静压制品相对密度可达99 8%~99.09%。
b.压坯的密度均匀一致。
在摸压成型中,无论是单向、还是双向压制,都会出现压坯密度分布不均现象。
这种密度的变化在压制复杂形状制品时,往往可达到10% 以上。
等静压石墨原料工艺与设备浅说引言等静压石墨是一种重要的石墨材料,广泛应用于机械、电子、化工等行业。
本文将对等静压石墨的原料工艺与设备进行浅析,为读者提供基本的了解和参考。
等静压石墨的制备工艺等静压石墨的制备工艺主要包括原料选择、混料、压制和烧结等步骤。
原料选择原料的选择对等静压石墨的性能具有重要影响。
通常选用高纯度的天然石墨粉作为主要原料,同时可以添加一定比例的粘结剂和增强剂等辅助材料。
混料将选好的石墨粉、粘结剂和增强剂等原料按照一定比例混合,以保证材料的均匀性和一致性。
压制混合好的原料经过压制工艺,将其压制成一定形状的石墨坯体。
压制工艺通常包括两个步骤:粗压和精压。
粗压的目的是将原料均匀地填充到模具中,而精压则是对石墨坯体进行高压压制,以提高其密度和强度。
烧结压制成型的石墨坯体经过烧结工艺,使其在高温下结合成完全致密的石墨材料。
烧结工艺通常包括热处理和冷却两个阶段。
在热处理阶段,石墨坯体经过一定时间和温度的加热,使粘结剂燃烧脱去,形成孔隙结构;而在冷却阶段,通过控制温度的降低速度使石墨坯体逐渐冷却下来。
等静压石墨的制备设备等静压石墨的制备设备主要包括混料机、压机和烧结炉等。
混料机混料机是用于将石墨粉、粘结剂和增强剂等原料进行混合的设备。
常用的混料机有搅拌机、搅拌缸和滚筒式混合机等。
压机压机是将混合好的原料进行压制成型的设备。
常用的压机有液压机和机械压机。
液压机具有压力均匀、压制强度高等优点,适用于大批量生产;而机械压机则适用于小批量生产和实验室研究。
烧结炉烧结炉是用于石墨坯体热处理和冷却的设备。
常用的烧结炉有电炉和气氛炉等。
电炉具有温度控制精确、加热速度快等特点,适用于批量生产;而气氛炉则适用于特殊材料的烧结,可以控制炉内气氛以实现特定的烧结效果。
总结等静压石墨是一种重要的石墨材料,在各个领域都有广泛的应用。
其制备工艺包括原料选择、混料、压制和烧结等步骤,而制备设备则包括混料机、压机和烧结炉等。
等静压石墨等静压石墨是黑色固体金刚石(黑色碳)经过粉碎加工而成的一种新型石墨材料。
它的原材料与常见的天然石墨相同,都是碳,但是通过高科技技术把碳的内部结构重新组合,并用金刚石晶体代替原来的碳原子排列,以此达到类似石墨的各项特性。
那么等静压石墨究竟有什么神奇之处呢?今天,就让我来为大家揭开这层神秘的面纱。
我们先从制作原料开始说起吧!首先,需要进行“制胚”,也就是将碳按照严格的比例调配成类似于固体黑墨的糊状物。
接着是“粗磨”,也就是将“胚”放入机器中,经过高速旋转的锯片对其进行打磨,使碳变得非常细腻,增强其硬度。
最后就是“细磨”,需要根据客户要求用不同形状的模具在碳粉里印出他们想要的图案。
经过前期“细磨”、“制胚”、“粗磨”等一系列加工步骤,等静压石墨的雏形便展现在眼前。
此时,就可以通过一系列的“精磨”步骤,让这些“小黑点”变成外表光滑如镜、坚韧且带有立体感的纯黑色石墨。
当然啦,石墨再坚硬,它的抗压能力也还是有限的,不过只要把它们“压”得够久,就能充分利用它的抗压性能,从而改善它的特性。
黑色石墨的质量在很大程度上决定了一个人生活品质的高低,而石墨抗压能力更是衡量一块石墨好坏的主要指标之一。
通过以上实验,我们可以知道,如果想要让等静压石墨的特性完全显露出来,必须要对它施以“重压”。
这样才能让它的抗压能力有所提升。
当我们把它用于“轻量化”材料方面,也就是减轻汽车、飞机、坦克等武器装备的重量时,等静压石墨可以充分发挥自己的优势,从而改变整体战争局势。
经过我的观察和研究发现,在承受压力时,等静压石墨会产生一些特殊的微观现象,由此可见,等静压石墨在受到压力时,会发生一些变化,而这些变化,将直接影响到等静压石墨的应用价值。
举个简单的例子,如果我们把海水中的鱼鳞“压”下来,就能够制成“防弹衣”,让身穿“防弹衣”的士兵身手矫健;反之,如果我们用这些鳞片来制作像鸡毛掸子、羽毛球拍这样的小玩意儿,那么就会让它们蓬松柔软,从而减轻这些东西的重量。
等静压石墨生产流程等静压石墨是一种高纯度的石墨材料,具有优异的导热性能和耐腐蚀性能,广泛应用于电子、冶金、化工等领域。
下面将介绍等静压石墨的生产流程。
一、原料准备等静压石墨的主要原料是高纯度的天然石墨粉和粘结剂。
石墨粉应具有较高的结晶度和纯度,以保证最终产品的导热性能和耐腐蚀性能。
粘结剂的选择要考虑到其与石墨粉的相容性和加工性能。
二、混合和制粒将石墨粉和粘结剂按一定比例混合均匀,然后进行湿法制粒。
制粒的目的是使石墨粉和粘结剂充分混合,并且形成一定的颗粒度,便于后续的成型工艺。
三、成型成型是等静压石墨生产的关键步骤。
常见的成型方法有压力成型和注塑成型。
压力成型是将混合物放入模具中,加压使其成型。
注塑成型是将混合物加热至熔融状态后注入模具中,然后冷却成型。
成型后的石墨坯体必须具有一定的强度和形状稳定性。
四、烘干成型后的石墨坯体需要进行烘干,以去除其中的水分和挥发物。
烘干的温度和时间要根据具体情况进行控制,以避免石墨坯体开裂或变形。
五、等静压将烘干后的石墨坯体放入等静压机中进行等静压处理。
等静压是指在高温高压条件下,对石墨坯体施加均匀的压力,使其在热膨胀的同时实现变形和致密化。
等静压的温度和压力要根据具体产品的要求进行控制。
六、石墨化处理经过等静压处理的石墨坯体需要进行石墨化处理,以提高其导热性能。
石墨化是指将石墨坯体置于高温炉中进行热处理,使其晶格结构发生改变,增加其导热性能。
石墨化的温度和时间要根据具体产品的要求进行控制。
七、加工和检验经过石墨化处理的石墨坯体可以进行后续的加工工艺,如切割、研磨等。
同时,还需要对成品进行质量检验,包括外观质量、尺寸精度、密度、导热性能等指标的检测。
只有通过检验的产品才能出厂销售。
八、质量控制在整个生产过程中,需要进行严格的质量控制,以确保最终产品的质量稳定和一致性。
这包括原料的选择和检验、工艺参数的控制、产品的抽样检验等环节。
以上就是等静压石墨的生产流程。
通过精细的工艺控制和质量管理,可以生产出具有优异性能的等静压石墨产品,满足不同行业的需求。
等静压石墨生产工艺等静压石墨是一种高纯度、高密度的石墨制品,具有优异的耐热、耐腐蚀和导电等特性,被广泛应用于电力、冶金、航天、化工等行业。
下面将介绍等静压石墨的生产工艺。
等静压石墨的生产工艺主要包括原料准备、浆料制备、成形工艺、石墨烧结和加工工艺等几个步骤。
首先是原料准备。
等静压石墨的原料主要是天然石墨,通过人工选矿、粉碎、筛分等工艺处理获得。
制作等静压石墨还需要添加一些粘结剂和增稠剂,用于增加石墨的粘结性和塑性,以便于成型工艺。
然后是浆料制备。
将经过筛分的石墨和粘结剂、增稠剂等混合到一起,加入适量的溶剂,搅拌均匀形成浆料。
在此过程中需要严格控制浆料的配方和搅拌时间,确保浆料的质量和均匀性。
接着是成形工艺。
将浆料注入至等静压石墨模具中,使用模具挤压和振动的力量,将浆料压实并获得所需的形状。
成形工艺中需要注意浆料的充填、振动和压实等参数的控制,以获得均匀致密的成型坯体。
然后是石墨烧结。
将成型坯体置于高温石墨炉中进行烧结,通过加热和石墨化等过程,实现石墨颗粒的结晶和烧结。
石墨烧结的温度和时间需要根据具体要求进行控制,以确保石墨的质量和性能。
最后是加工工艺。
石墨制品在烧结后往往需要进行加工,例如修整表面、精加工、加工孔洞等。
加工工艺可以采用机械加工、电火花加工、激光加工等方式,根据具体要求来选择合适的加工方法。
此外,等静压石墨生产过程中还需要进行质量检验和测试,以确保产品的质量和性能。
这些检验和测试包括物理性能测试、化学分析、显微结构分析等,以检测石墨制品的密度、强度、导热性等指标,为客户提供可靠的产品。
综上所述,等静压石墨的生产工艺包括原料准备、浆料制备、成形工艺、石墨烧结和加工工艺等几个步骤。
通过科学的工艺流程和严格的质量控制,可以获得优质的等静压石墨产品,满足不同行业的需求。
等静压石墨1 石墨简介石墨是一种层状结构的碳质材料,属于石墨烯家族成员之一。
石墨的晶体结构呈六角晶系,由无数个平行于基面的碳原子层组成。
在其中每一个层中,碳原子是以sp²杂化的方式形成六方环,每一个环内部有一个未杂化的p轨道。
这种结构让石墨具有特殊的物化性质,如高导电性、强组织性和良好的光学性质等。
2 等静压技术等静压技术是指将待加工物件置于上下热压板之间,通过对上热压板和下热压板施加相同的垂直压力来实现加工工艺的一种方法。
这种加工方法的优点在于能够避免物件在挤压过程中发生变形或分层的情况,进而保证了加工精度和产品品质的稳定性。
等静压技术在制备一些高附加值的材料的领域中具有广泛的应用前景。
3 石墨等静压制备技术在石墨的制备过程中,等静压技术是一种常用的方法之一。
具体而言,石墨等静压制备技术主要包含以下几个步骤:3.1 材料准备首先,需要将高纯度的天然石墨或人工石墨粉末按照一定的比例混合,并注入细颗粒状的硼酸或硼酸盐粉末中,混合物一般为5-20%的石墨和80-95%的硼酸或硼酸盐。
3.2 压制成型接着,将混合物装入压模中,然后在等静压机的压力控制下进行加压,加压时间一般为数分钟至数十分钟不等。
在此过程中,硼酸或硼酸盐会与石墨粉产生化学反应,生成B4C,同时B4C为了提高材料的密实性,可以加入一定量的黏土。
3.3 烧结处理紧接着,将压制成型好的石墨坯体置于高温炉中,进行烧结处理,烧结温度一般在2100℃左右,烧结时间可以根据具体情况而定。
在烧结过程中,石墨坯体会逐渐变得更为致密,并逐渐形成成熟的石墨晶体结构。
3.4 后期处理完成烧结后,还可根据需要进行表面处理或其它后期处理操作,以便满足特定的应用需求。
4 石墨等静压制备技术的应用石墨等静压制备技术具有很多优越的性质,使得它在各种领域中均有着广泛的应用前景。
以下列举了其常见应用:4.1 飞行器材料石墨等静压制备技术制备的石墨材料,具有高度的高温稳定性和重量轻的优点,在飞行器材料领域中有着重要应用;4.2 电化学储能材料石墨等静压制备技术制备的石墨材料,因其良好的导电性和高度的稳定性在电化学储能设备中有着广泛的应用;4.3 电极制备材料通过等静压制备之后的石墨材料,表面光滑,可以用于电极制备,应用于锂离子电池、固态电池、普通电池等各类应用场合;4.4 密封材料石墨等静压制备技术制备的石墨材料,具有优异的密封性能,应用在太阳能、核电站等特殊环境的密封材料制备。