高纯石墨化焦生产工艺设计初探

指出高纯石墨化焦可作为优质的增碳剂和强还原剂。简要介绍了高纯石墨化焦的工艺方案设计及主要工艺计算     

半石墨化阴极碳块在30kA铝电解槽上的应用

介绍了半石墨化阴极碳块在３０ｋＡ侧插槽上的应用试验情况。实践结果表明：可使阴极电压降降低１００ｍＶ，吨铝节电３４２ｋＷ·ｈ，电流效率提高０．５６％，效果良好。文中还总结了使用半石墨化朋极碳块电解槽的特点、管理方法及正常生产的工艺条件。     

全石墨化阴极在500 kA铝电解槽上的应用

本文对比了高石墨质阴极炭块与全石墨化阴极炭块的电阻率、热导率和钠膨胀率等理化性能，介绍了某铝厂500 kA全石墨化阴极电解槽的开发应用和生产实践，在阴极组和内衬设计过程中提出针对性优化措施，降低阴极压降和铝液水平电流，解决全石墨化阴极散热大的问题，并在工艺生产上提出以炉膛为中心的优化管理思路。长期的生产运行跟踪发现，全石墨化阴极电解槽在高效、稳定运行和节能降耗方面表现出明显优势，对新建或大修电解槽阴极炭块的选择和生产管理具有一定的参考意义。     

石墨化炉的供电特点及发展趋势

本文通过对石墨化炉的特点及其供电方面的有关问题的分析，论述了石墨化炉供电的特点及共发展的趋势，并对石墨化炉在交，直流电源供电方面提出了看法，以不断提高石墨化炉供电的设计水平。     

防止大断面球铁石墨畸变的工艺措施

采用大断面球铁模拟方法，试验和分析了球化剂，悬浮浇注和微量元素对大断面球铁石墨组织的影响。试验结果表明：运用混合球化剂，悬浮浇注工艺和加入微量元素Sn,Sb，可以防止组织中的石墨畸变，细化石墨球和提高球化级别。     

铝电解槽用半石墨化阴极炭块的研制与生产

半石墨化阴极炭块由于整体经受了2000～2200℃的高温处理。因此与半石墨质炭块相比。具有石墨化程度高、电阻率低、抗钠侵蚀性能好等优点，同时也由于热处理温度低于2200℃。其机械强度、耐机械磨损能力比完全石墨化炭块大得多，因此，半石墨化阴极炭块是很有发前途的阴极材料。本文对无烟煤基及石油焦基半石墨化阴极炭块由实验室试制到批量生产、工业使用的全过程。从原料组成、成型方式、焙烧石墨化工艺等方面进行了综合论述。指出了石油焦基半石墨化阴极炭块是符合我国现在铝工业技术要求的优质阴极。     

石墨化处理对碳纳米管结构的影响

以苯为碳源、二茂铁为催化剂在竖式炉中用流动法制备出外径为40-80nm，内径20～40nm，长度50～500μm的碳纳米管；并在1800，2500，2800，2900℃温度下分别对其进行高温石墨化处理。X射线衍射（XRD）分析结果显示，随着温度的增加，碳纳米管的微晶层间距减小，片层结构趋向规整，同时石墨微晶沿a轴和c轴长大，有效改善了碳纳米管的微观结构。碳纳米管里层的乱层结构石墨化所需能量由热能提供，整个过程包括非碳原子的排除、多核芳环平面组织结构化、微晶重排、微晶合并与长大；外层的无定型碳主要靠铁的催化作用实现石墨化。     

坩埚石墨化度对SiC单晶生长过程的影响

研究了用改进Lely法制备SiC单晶的过程中坩埚石墨化度对物质传输和晶体生长速度的影响。在不同温度下进行石墨化处理得到了实验所用的坩埚。用XRD方法定量测定了晶体生长前坩埚的石墨化度，并用SEM分析了晶体生长后坩埚内壁的反应情况。实验结果表明，石墨坩埚在SiC晶体生长过程中是一个非常重要的碳源提供者：当坩埚的石墨化程度较低时，晶体的生长速度快，生长速度由生长温度所控制；随着坩埚石墨化程度的提高，晶体生长速度减慢并由坩埚石墨化度所控制；当石墨化度进一步提高的时候，籽晶被碳化，晶体不能正常生长。     

可锻铸铁退火工艺改进

针对可锻铸铁退火周期长、石墨粗大、碳化物消除不彻底、退火工件力学性能低和使用寿命短的问题，对它的退火工艺进行了改进。结果表明，可锻铸铁铸件新的石墨化退火工艺比传统工艺时间缩短约50％，并获得了石墨核心多、晶粒细小均匀以及无碳化物的显微组织，其综合力学性能超过了现行国际标准规定。     

高强高导热多孔石墨骨架的快速制备工艺

利用选择性激光烧结成形技术制备的石墨件内部疏松多孔、力学性能和导热性能不佳，难以作为功能结构件使用，因此需要对制备工艺进行优化。研究了中间相碳微球(MCMB)的加入量对多孔石墨预制体初始密度、力学性能和导热性能的影响，在比较液态酚醛树脂和中温沥青两种浸渍剂的浸渍效果基础上，对比研究了不同的浸渍工艺组合方案对多孔石墨预制体的性能影响。结果表明：当MCMB加入量为20 mass%时，其挥发性β树脂对孔隙填充效果最好，此时预制体的密度、抗压强度和导热系数达到最高，分别为0.54 g/cm³、2.57 MPa和2.32 W·m^-1·K^-1;组合浸渍工艺方案中，先浸渍一次液态酚醛树脂，再浸渍两次中温沥青对预制体的性能改善效果最好，密度由0.54 g/cm³增加至1.46 g/cm³,抗压强度由2.57 MPa上升到了14.81 MPa。经石墨化处理后，多孔石墨骨架导热系数达到214 W·m^-1·K^-1,相比石墨化前(11 W·m^-1<...     

Microstructure transformation of carbon nanofibers during graphitization

The microstructures of vapor-grown carbon nanofibers（CNFs） before and after graphitization process were analyzed by high resolution transmission electron microscopy（HRTEM）, Raman spectroscopy, X-ray diffractometry（XRD）, near-edge-X-ray absorption fine structure spectroscopy（NEXAFS） and thermogravimetric analysis（TGA）. The results indicate that although non-graphitized CNFs have the characteristics of higher disorder, a transformation is found in the inner layer of tube wall where graphite sheets become stiff, which demonstrates the characteristics of higher graphitization of graphitized CNFs. The defects in outer tube wall disappear because the amorphous carbon changes to perfect crystalline carbon after annealing treatment at about 2 800 ℃. TGA analysis in air indicates that graphitized CNFs have excellent oxidation resistance up to 857 ℃. And the graphitization mechanism including four stages was also proposed.     

金刚石/铜复合材料中金刚石石墨化的研究

通过X射线衍射（XRD）和拉曼光谱对用作电子封装材料的金刚石／铜复合材料中金刚石的石墨化进行了研究，结果表明，利用先进的两面顶设备及工艺制备的金刚石／铜复合材料中金刚石并未石墨化，并对此结果进行了讨论。     

脉冲电场处理对铁液凝固过程石墨化的影响

在未加任何孕育剂的情况下，铸铁铁液经过脉冲电场处理后，在凝固过程中发生了石墨化转变；在相同参数脉冲电场的作用下，处理时间长有利于石墨化转变的进行；原铁液中的硅有利于缩短处理时间，分析认为，脉冲电场的施加，引起了铁液中不同原子及原子团的电子施主/受主特性的改变，改变了铁液中碳的活度及原子团的尺度，从而引起铸铁铁液凝固过程中的石墨化转变。     

锶元素对镍铁型铸铁焊缝石墨化的影响

试验研究了焊条药皮中不同碳酸锶含量对镍基铸铁焊缝的石墨化及石墨球化的影响。结果表明：锶有较强的石墨化能力,并有较强的球化石墨的能力,同时能消除焊缝组织中的共晶组织和碳化物。     

固相石墨化过程研究

用高温金相的方法观察了经不同孕育处理的可锻铸铁试样表面的石墨化过程 ,讨论了固相石墨化的控制因素。     

超高碳钢石墨化的热力学分析及研究

对喷射态超高碳钢和普通铸造的母合金1．25C-3．0Si-1．5Cr进行了热轧试验，发现在渗碳体和奥氏体双相区热轧时有条状石墨生成。喷射态超高碳钢较母合金中的石墨数量少且石墨较细。从热力学角度分析了元素对石墨化的影响，得出变形可促进石墨的形成。通过控制化学成分，选择合理的热轧工艺减小碳的偏析，可有效抑制石墨的生成。     

锁条铸件自身余热石墨化退火工艺的生产实践

灰铁锁条铸件原工艺采用燃煤热处理炉进行石墨化退火,现将两次加热石墨化退火改为利用铸件自身余热在保温箱内进行热处理,经过工艺参数的调整,铸件自身余热得以利用。     

脉冲电流对铸铁固态石墨化中碳原子扩散的影响

分别在室温和高温条件下对球墨铸铁进行不同参数的脉冲电流处理,采用电子探针研究脉冲电流对球墨铸铁固态石墨化过程中碳原子分布的影响.结果表明,脉冲电流加速了渗碳体的石墨化过程,使渗碳体附近的奥氏体中碳原子分布更加均匀,增强了碳原子在奥氏体中的扩散能力.碳原子在奥氏体中扩散能力的增强源于脉冲电流提高了碳原子的扩散系数和缩短了碳原子的扩散距离.     

大型风电球墨铸铁件的生产实践

以轮毂为例,介绍对大型风力发电机球墨铸铁件生产工艺进行的试验研究。通过优化铸型工艺,采用适当的浇注系统和低温石墨化退火工艺,选择合理的化学成分,控制球化处理与孕育处理,可生产出各项性能指标合格的风电铸件。     

STUDY ON THE MECHANISM OF GRAPHITIZATION IN MOLTEN CAST IRON PROMOTED BY ELECTROPULSE DISCHARGE

From the points of both molten cast iron structure and the appearing ratio of electrons in outer-layer of different atoms, analysis on enhancement mechanism of graphitization ability after processing of the iron by pulse electric discharge has been made, and the theory has been proofed by corresponding experiments. The results show that when the molten cast iron is being processed by pulse electric discharge, both the size of crystal embryos that composed by Fe and C atoms as well as the number of clusters can be reduced, even be separated by such discharging; consequently results in the segregation of C atoms in the molten cast iron near the cathode of discharging. The nucleation of graphite in these areas of the iron has been promoted at the discharging temperature; even though such degree has not been reached, the mast favorablenucleation conditions of graphite can be at least created. Under the preconditions of not breaking up the graphite crystal embryos, with proper adjustment of discharging frequency, the stronger of the electric field and the longer of the pulsation treatment time are, the more graphitization ability of the molten cast iron is. The theoretical analysis on the above rules consists well with experimental results.