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炭素工艺学-炭素工艺学1、如何评价炭材料生产用石油焦的质量？2、什么是煤沥青，煤沥青具有哪些用途？3、什么叫锻烧？炭质原料锻烧的目的是什么？4、影响混捏质量的因素有哪些？5、什么是炭材料的成型？炭材料成型方法有哪几种，它们各适用于哪些制品的成型？6、挤压时影响压力大小的因素有哪些？7、影响挤压生坏质量的因素有哪些，如何提高压型成品率？8、什么是弹性后效〔生坯回胀〕？9、影响弹性后效〔生坯回胀〕的因素有哪些？10、挤压废品类型有哪些，其产生的缘由是什么？11、什么是等静压成型，等静压成型原理是怎样的？12、等静压成型有什么特点和规律？13、什么是焙烧？焙烧的目的是什么？14、什么是二次焙烧，它与一次焙烧有何差异？15、浸渍品经二次焙烧后再进展石墨化的优点是什么？16、焙烧工序废品产生的缘由是什么？17、什么是浸渍，哪些炭材料需要进展浸渍处理？18、为什么要对炭材料进展浸渍处理，浸渍的目的有哪些？19、影响浸渍效果的工艺因素有哪些？20、什么是石墨化和石墨化过程？石墨化的目的是什么？21、什么是石墨单晶、石墨多晶体和石墨微晶？22、什么是易石墨化炭和难石墨化炭？23、高纯石墨化原理是怎样的？24、什么是“内串”石墨化？25、石墨化供电有哪些特点？26、什么是石墨化炉的炉芯，装炉时围炉芯的目的是什么？27、什么是电阻料，其在石墨化过程中起什么作用？28、在石墨化过程中保温料起什么作用，对石墨化保温料有哪些要求？29、碳有三种同素异形体，分别是〔〕〔〕〔〕。
30、石墨按其外观外形分为两种，分别是〔〕〔〕。
31、生产各种炭素制品的主要原料有〔〕〔〕〔〕〔〕等。
32、体密度可以表示材料或制品的宏观组织构造的〔〕，制品的气孔率越大，则体密度〔〕，宏观组织构造越〔〕。
33、碳质材料及其碳和石墨制品样块中的气孔按其外形和位置可分为〔〕〔〕〔〕三种类型。
34、电解槽的残极可分为两大类分别是〔〕〔〕。
35、炭阳极属于少灰制品，其主要原料是〔〕〔〕。
关于碳和石墨材料简介前述：工业材料分为金属材料和非金属材料。
金属材料具有以下5个特点：1）：是结晶体2）：是电的良导体3）：是热的良导体4）：具有延展性5）：研磨后能全反射光线其中不能满足任何一个条件的就属于非金属材料石墨材料不具有上述第四点，因而属于非金属材料。
石墨材料是具有金属材料特性及陶瓷特性的一种特殊材料，是一种非常重要的工业材料。
石墨材料根据成型方法可分为：1）：各向异性石墨2）：各向同性石墨在这里主要阐述除制钢、电机用碳刷等各向异性石墨材料外，被广泛用于冶金、机械、电机、核能、电加工、半导体、及宇宙开发上的各向同性----等方性石墨的性质、制造方法和用途。
一: 碳、石墨及相关延伸产品：1: 碳* 碳是自然界分布最普遍的元素之一，也是构成地球上一切生命体最重要的元素。
以碳元素为主要构成的有机高分子材料，包括塑料、橡胶和纤维等，已发展成为材料学三个主要学科方向之一。
而以碳元素本身，通过不同结构、组合，也形成一个独特的无机非金属材料世界。
* 碳原子间不仅能够以sp3杂化轨道形成单键，还能以sp2及sp杂化轨道形成稳定的双键和叁键，因此，除了自然界存在多种同素异形体的碳材料外，科学家们通过实验还合成了许许多多结构和性质完全不同的碳材料，如人们熟悉的金刚石和石墨，以及近年来发现的卡宾（Carbyne）、C60为代表的富勒烯以及碳纳米粉体、管材、线材等。
这些新型碳材料的特性几乎可涵盖地球上所有物质的性质甚至相对立的两种性质，如从最硬到极软、全吸光－全透光、绝缘体－半导体－高导体、绝热－良导热、高铁磁体、高临界温度的超导体等。
* 碳，大量存在于各种物体中，是一种具有多种多样性质的重要物质，也算是有机化合物，是生物体的基本组成成分，到目前为止，在已确认的超过100万以上的化合物中，90%以上都含有碳的成分。
* 碳在结晶构造上有2种同素异形体：1）：石墨(六方晶体)，2）：金刚石(正方晶体)，都用”C”来表示起原子符号。
炭素工艺技术炭素工艺技术是一门使用炭素材料制造产品的技术。
炭素材料具有许多优异的性质，例如高强度、较低的密度、优异的导热性和导电性等。
因此，炭素材料在航空航天、汽车制造、电子设备、建筑材料等领域都有广泛的应用。
本文将介绍炭素工艺技术的主要过程和应用。
炭素工艺技术主要包括炭化、石墨化和碳化等过程。
首先是炭化过程，即通过对石墨材料进行高温处理，使其分子结构发生变化，形成纯净的炭素材料。
炭化过程通常在高温下进行，以确保石墨材料中的杂质和残留物得以完全去除。
这种高温炭化过程需要严格控制温度和时间，以避免材料过度炭化或烧毁。
接下来是石墨化过程，即将炭化后的石墨材料进行进一步的处理，以提高其导热性和导电性。
石墨化过程包括石墨化烧结和石墨热压等多种方法。
其中，石墨化烧结是通过将炭素材料置于高温石墨炉中，使其发生晶格重排，形成高度有序的结构。
而石墨热压是将炭素粉末放入石墨模具中，在高温和高压条件下进行热压，使其形成致密的石墨材料。
最后是碳化过程，即将石墨材料与其他物质进行化学反应，形成碳化物。
碳化过程可以通过多种方法实现，例如化学蒸汽沉积法、化学气相沉积法等。
这些方法可以在不同的温度和压力条件下进行，以制备不同种类和形态的碳化物。
碳化物通常具有良好的硬度和耐磨性，可以用于制造耐火材料、切削工具等。
炭素工艺技术在许多领域有广泛的应用。
在航空航天领域，炭素纤维复合材料被广泛用于制造飞机和航天器的结构部件。
炭素纤维具有高强度和轻质的特点，可以减轻结构的重量，提高飞行器的性能。
在汽车制造中，炭素纤维和石墨材料被用于制造车身和零部件，以提高车辆的燃油效率和安全性能。
在电子设备中，炭素材料被用于制造电池极板、导电材料等，以提高电池的性能和电路的导电性能。
此外，炭素材料还可以用于制造耐火材料、人造钻石、核燃料等。
总之，炭素工艺技术是一门重要的制造技术，对于推动工业发展和提高产品性能具有重要意义。
随着炭素材料性能的不断提升和制造技术的不断创新，炭素工艺技术在各个领域的应用前景将会更加广阔。
碳素材料工艺基础各种新型碳素功能材料第一章碳素材料的物质结构§ 1.1碳原子及其价态碳原子的基态电子层结构是1s22s22p x12p y1基态碳原子只有两个未成对的价电子，对外只能形成两个共价键，因此，基态碳原子是二价的。
绝大部分碳化合物的碳为四价，当基态碳原子受到激发，一个2s电子跃迁到2p轨道时，电子层结构就成为1s22s2p x2p y2p z ,碳原子就有了四个为成对的价电子，成为四价。
碳原子从基态到激发态要吸收161.5千卡/摩尔的能量，但和不同的原子化合时需要的能量大小却不一样，例如，C—H的键能为98.8千卡/摩尔，C—O的键能为84.0千卡/摩尔。
在所有的四价碳化合物中，碳原子处于三种价态中的一种状态，这就是四面体、三角形及线形键。
（1）四面体键碳原子的四个等值价键是由1个s—电子和三个p—电子杂化而成sp3杂化态，每个建中S成分占1/4，p成分占3/4，四个键的电子轨道形状相同，但方向不同，每个轨道的对称轴指向四面体的顶角，任意两键之间的夹角都是109°28´。
（2）三角形键在具有双键的不饱和的有机物、芳香族化合物和石墨中，碳原子中有三个等值价键分布在直角坐标系的xy平面上，互成120°角，这种等值价键是由1个s—电子和2个p—电子杂化而成sp2杂化态，每个键中，s成分占1/3，p成分占2/3，碳原子的第四个电子，又叫π电子，它的哑铃型对称的电子云指向直角坐标的z方向，成为π键。
苯分子中的π键又不同于乙烯中的π键，苯分子成六方平面结构，有六次对称轴即苯分子中所有碳—碳键长都是相等的，这就必须部分采用多中心分子轨道，认为苯分子中六个π电子是共有的，它们按六个碳—碳键平均分布，这种键叫做非定域键或离域键，实验发现，在苯、丁二烯、稠环芳香烃以及石墨中都是这种键，任何其他键结构式都不能反映它们的特性，这种现象称为共轭现象，这类分子称为共轭分子。
碳素材料炭和石墨材料是以碳元素为主的非金属固体材料，其中炭材料基本上由非石墨质碳组成的材料，而石墨材料则是基本上由石墨质碳组成的材料。
为了简便起见，有时也把炭和石墨材料统称为炭素材料（或碳材料）。
炭素制品按产品用途可分为石墨电极类、炭块类、石墨阳极类、炭电极类、糊类、电炭类、炭素纤维类、特种石墨类、石墨热交换器类等。
石墨电极类根据允许使用电流密度大小，可分为普通功率石墨电极。
高功率电极、超高功率电极。
炭块按用途可分为高炉炭块、铝用炭块、电炉块等。
炭素制品按加工深度高低可分为炭制品、石墨制品、炭纤维和石墨纤维等。
炭素制品按原料和生产工艺不同，可分为石墨制品、炭制品、炭素纤维、特种石墨制品等。
炭素制品按其所含灰分大小，又可分为多灰制品和少灰制品（含灰分低于l％）。
我国炭素制品的国家技术标准和部颁技术标准是按产品不同的用途和不同的生产工艺过程进行分类的。
这种分类方法，基本上反映了产品的不同用途和不同生产过程，也便于进行核算，因此其计算方法也采用这种分类标准。
下面介绍炭素制品的分类及说明。
一、炭和石墨制品(一)石墨电极类主要以石油焦、针状焦为原料，煤沥青作结合剂，经煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、石墨化、机加工而制成，是在电弧炉中以电弧形式释放电能对炉料进行加热熔化的导体，根据其质量指标高低，可分为普通功率、高功率和超高功率。
石墨电极包括：（1）普通功率石墨电极。
允许使用电流密度低于 17A／厘米2的石墨电极，主要用于炼钢、炼硅、炼黄磷等的普通功率电炉。
（2）抗氧化涂层石墨电极。
表面涂覆一层抗氧化保护层的石墨电极，形成既能导电又耐高温氧化的保护层，降低炼钢时的电极消耗。
（3）高功率石墨电极。
允许使用电流密度为18～25A ／厘米2的石墨电极，主要用于炼钢的高功率电弧炉。
（4）超高功率石墨电极。
允许使用电流密度大于 25A ／厘米 2的石墨电极。
主要用于超高功率炼钢电弧炉。
（二）石墨阳极类主要以石油焦为原料，煤沥青作粘结剂，经煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、浸渍、石墨化、机加工而制成。
碳素⼯艺碳素⼯艺第⼀章绪论炭素材料有良好的导电、导热性能，⾼温下机械强度良好、耐腐蚀性、价格低廉，来源⼴泛。
⼀、炭素⼯艺发展概论最古⽼的炭素材料是⽤天然⽯墨、粘⼟混合起来煅烧成⽯墨坩埚，在我国有的历史，但作为导电材料是近代，1806年⾸次⽤⽯墨制成实验室电池。
炭素电极加热到2500℃后变成⽯墨电极。
灰分（杂质，主要是⼀些⾦属的氧化物）⾦属氧化物参与电化学反应，消耗阳极，反应后的⾦属以不同形态进⼊铝液中，降低铝的品质。
热膨胀系数要求⼩，减少应⼒的产⽣，防⽌炭块裂纹的⽣成。
炭素材料是⼀种⽆机的⾮⾦属材料⼆、冶⾦炭素⼯业⽣产⼯艺流程原料预处理⽯油焦、沥青预碎、煅烧⽆烟煤、冶⾦焦原料粒度分级⽯墨碎破碎、筛分各种粒度原料计量 1—6种粒度连续称量或⽤磅（称）称量预热120℃—180℃（全部固体原料）阴极糊混捏150℃——210℃沥青、⽣碎（成型后的废品）电极糊连续混捏或⽤混捏锅混捏捣缝糊成型110℃——150℃挤压成型、模压成型、振动成型半⽯墨化1800℃——2300℃焙烧800℃——1300℃⽯墨化2500℃——2800℃机械加⼯或组装预备阳极炭块阴极炭块⾼炉炭块半⽯墨化的阴极炭块⽯墨化的阴极炭块第⼆章炭和⽯墨材料⼀、⾃然界中的碳碳在地球上的含量0.027%，占地球化学元素含量中13位，以单质碳和化合物的形式存在。
单质碳：⾦刚⽯、⽯墨、⽆定形碳。
1、⾃然界中的单质碳⾦刚⽯：坦然形成⽯墨：天然⽯墨、⼈造⽯墨⽆定形碳：⽊炭、煤炭、焦炭2、碳原⼦的结合⽅式1）电⼦的运动状态：原⼦是带正电荷的原⼦核和带负电荷的电⼦组成，是整个原⼦的中⼼。
A）电⼦层：K、L、M、N、O、P、QK层电⼦能量最低，最外层电⼦能量最⾼B）电⼦亚层和电⼦云形状：同⼀层中电⼦能量不同形成电⼦亚层。
S＜P＜D＜F等表⽰，S层的电⼦云的形状是球形，P层是倒“8”字形。
C）电⼦云在空间的伸展⽅向：P层电⼦沿着xyz轴⽅向延伸。
D）电⼦的字璇：⼀个原⼦中不可能出现运动状态完全相同的两个电⼦，每层的电⼦数2n2。
炭素材料分类
炭素材料可以分为以下几类：
1、石墨制品：以天然鳞片石墨为主要原料，用鳞片石墨经化学提纯加工制成的高纯石墨，称为高纯石墨或超纯石墨。
它是一种良好的非金属材料，主要用于制备石墨电极、石墨化工机械、机械密封材料、石墨高炉等。
2、炭块：以煤沥青为主要原料，在高温下加热成型后冷却制成的块状固体材料。
主要用于炼铁高炉的炉衬、炉喉、炉缸等部位。
3、炭电极：以石油焦、沥青焦为主要原料，并添加沥青、酚醛树脂等粘结剂经过成型、焙烧、石墨化等工序制成的电极产品。
主要应用于直流电弧炉或矿热电炉炼铁，同时也可作为铝、锌、铜等有色金属电解槽的阴极材料。
4、炭糊类：以石油焦、沥青焦为主要原料，并添加粘结剂混合后成浆，经过加热、固化而成的糊状固体材料。
主要用于制备各种类型的导电糊和石墨化糊。
5、特种石墨制品：采用优质高纯度石墨，经过精密加工制成的具有特殊性能的石墨制品。
主要用于制造高纯度石墨坩埚、石墨管材、石墨热交换器等。
此外，炭素材料还可以按照生产工艺分为炭砖类、炭块类、炭糊类和石墨制品类等；按照用途可以分为炼钢用炭素材料、炼铁用炭素材料、有色金属用炭素材料和电化学用炭素材料等。
