高强度各向同性石墨材料的制备与研究

以100μm以下不同粒度的超细焦炭粉为原料,采用4种不同骨料配方,以煤沥青为黏结剂,通过混捏、轧片、二次磨粉、压型得到生坯,通过2种不同的焙烧工艺制度进行炭化,再经石墨化工艺处理,制备高强度各向同性石墨材料。测试其体积密度、抗折强度、电阻率、CTE等性能,研究不同组成配方、不同焙烧工艺对制备的各向同性石墨性能的影响,并通过偏光显微镜对石墨材料微观形貌进行表征。结果表明,使用3#配方制备的石墨材料电阻率、体积密度、抗折强度指标最优,且样品具有良好的各向同性;同样的焙烧曲线,使用车底式炉进行焙烧不易产生裂纹缺陷;生制品成型时不抽气会导致制品内部存在一些孔洞缺陷,影响制品的最终性能,需要在中试和批量生产中加以避免。     

原料种类对等静压石墨性能的影响

以石油焦和天然石墨为原料,改质沥青为黏结剂,经过混捏、等静压成型、浸渍和石墨化等工序制备等静压石墨,考察了原料种类对等静压石墨性能的影响。结果表明:等静压石墨的体积密度随着浸渍次数的增加而增大,电阻率则随浸渍次数的增加而减小;经过二浸三焙的两种炭质原料制备的等静压石墨的体积密度和电阻率相差不大;石油焦制备的等静压石墨力学性能最高,抗压强度为72.0 MPa,抗折强度为39.9 MPa。     

对冷压炭-铜纤维复合材料性能的考察与分析

以冷模压工艺方法,在相同的工艺条件下,制备了一种纯炭材料及６种炭－铜纤维复合材料,测试了该７种材料的电阻率、肖氏硬度、抗压强度、抗折强度、冲击韧性、气孔率及体积密度观察了材料的显微组织结构。分析了影响材料性能的原因,探讨了提高复合材料机械强度的技术措施。     

填料粒度对石墨制品传导性能的影响

以煅烧石油焦为基本填料 ,煤沥青为粘结剂 ,采用热压工艺制备石墨制品。考查了填料粒度对所制备石墨制品的热导率、电阻率、体积密度、抗折强度以及孔隙率等性能的影响 ,运用气体分子热传导理论解释了石墨晶体的热传导机理。实验结果表明 :用粒径为 1.5 0～ 0 .90mm的煅烧石油焦颗粒与其细粉配合使用 ,可使石墨制品的导电和导热性能最佳。     

堇青石-莫来石窑具的研制及性能变化研究

利用铝型材厂污泥和叶腊石制备莫来石材料，属于固体废料和矿物资源的综合利用项目，具有原料和技术上的创新。本研究在确定制备莫来石材料的配方与工艺的基础上。用轻工部标准测试各试样的性能，通过对比窑具材料在不同使用周期后的吸水率、显气孔率、体积密度和抗折强度，来表征其宏观性能表化规律。     

多种针状焦特性的评价和对比研究

随着电炉炼钢技术的不断发展,石墨电极及其原料针状焦的市场需求量也在逐步提升.针状焦的质量直接影响石墨电极的性能,从众多厂家中选择合适的针状焦非常重要.实验使用国内外4种不同针状焦A、B、C、D来制备石墨产品,采用X射线衍射法、拉曼光谱法和扫描电子显微镜进行表征,通过产品的体积密度、电阻率、抗压强度和抗折强度评价分析针状...     

氧化作用对碳石墨材料机械性能的影响及氧化能力研究

用以石油焦为基体、煤焦油沥青为粘结剂的碳石墨材料进行氧化性能的测试和研究,认为氧化作用对碳石墨材料的机械性能有严重地影响。随着氧化热失重的增加,材料的抗折强度、硬度、体积密度均降低,而材料的电阻率则增大,气孔率明显增加且气孔形状趋于条纹状。氧化作用使机械强度降低,可能基本认为是由于材料内部微小裂纹尺寸增加而造成的。     

炭化温度对中间相炭微球制备高密高强炭材料性能的影响

采用等静压成型工艺,以中间相炭微球为原料制备自烧结炭材料,研究了炭化温度对所制备材料性能的影响。结果表明,炭化温度对样品的性能有较大影响,自烧结炭材料的密度、抗折强度、抗压强度都随炭化温度(500~1 300℃)的升高而增大,分别可达1.75 g/cm~3、83.5 MPa、333 MPa。样品的电阻率随炭化温度的升高而明显降低,且所制得炭材料各向同性度为1.04。     

不同成型方法对炭—铜纤维复合材料性能的影响

以冷模压及热挤压两种成型方法，采用相同的压粉，制备了２种纯炭材料及２种炭－铜纤维复合材料。测试了该４种材料的电阻率、肖氏硬度、抗压强度、抗折强度、冲击韧性、气孔率及体积密度，观察了材料的显微组织结构、讨论分析了不同成型方法对所制材料性能的影响。     

无粘结剂炭／石墨材料研究

从石油沥青中提取中间相原料，磨成小于１０μｍ的细粉，不添加任何粘结剂直接模压成型。在１０００℃温度下进行烧结，即可制得高性能的无粘结剂炭素材料，烧结制品的体积密度达１．６９ｇ／ｃｍ３，气孔率仅７．２％，肖氏硬度１００，电阻率为６０×１０－６Ωｍ，而抗折强度高达９１．２ＭＰａ；经２８００℃石墨化处理的制品密度达１．８８９／Ωｍ，抗折强度仍有８２ＭＰａ。从扫描电镜的断口形貌照片可以看出，制品的结构极为致密均匀，为均相炭结构。红外光谱分析表明，中间相原料磨粉或活化处理时引入的羰基及其数量多少是决定这种细粉的自粘结性能和自烧结性能以及制品结构和强度的关键因素之一。     

矾土基MgAlON复合材料的制备及性能研究

选用登封轻烧矾土(Al2O3含量为85wt％)、电熔镁铝尖晶石、高纯电熔镁砂、Al粉和少量的活性材料氮化气氛下制备矾土基MgAlON复合材料,考察了MgAlON含量及烧成温度对制备矾土基MgAlON复合材料性能的影响.结果表明:随着MgAlON加入量的增加,显气孔率、线变化率及增重率逐渐增大,材料体积密度逐渐减少,常温抗折强度呈上升趋势;随着烧成温度的提高,试样的体积密度略有减小,显气孔率增大,常温抗折强度逐渐增大,1500℃下氮化烧成的制品性能最好;矾土基MgAlON复合镁铝尖晶石材料比矾土基MgAlON复合镁质材料密度大,强度高,氮化效果好.     

鳞片石墨对无粘结剂炭材料性能的影响

：采用煤沥青中加入一定量鳞片石墨制备的类中间相原料,再经过成型、烧结等工艺制备无粘结剂炭材料。实验表明：在类中间相原料制备过程中加入一定量鳞片石墨,所制得的无粘结剂炭材料的电阻率相对传统无粘结剂炭材料有所下降,其抗折强度是传统炭材料的3倍左右。当鳞片石墨质量分数为沥青的6％时,所制备的无粘结剂炭材料的体积密度为1．46g／cm^3,电阻率为46．0μ·Ω,抗折强度为29．8MPa。     

骨料对氧化铝质不烧砖性能的影响研究

以板刚玉、棕刚玉、88高铝矾土等为骨料,加入铝镁结合剂和水,制备了不同骨料的氧化铝质不烧砖。研究了骨料对氧化铝质不烧砖气孔率、体积密度、抗折强度、耐压强度、抗渣性能以及高温抗折强度的影响。实验结果表明:骨料组成为棕刚玉或88高铝矾土和棕刚玉时,试样体积密度较大,气孔率较小,不烧砖制品结构致密;骨料组成为88高铝矾土、棕刚玉和板状刚玉时,试样的重烧线变化率最小,不烧砖制品在高温时体积变化率小,稳定性强;骨料组成为棕刚玉时试样高温耐压强度最高;骨料组成为88高铝矾土和棕刚玉时,试样的常温及中温耐压强度最高,不烧砖制品抗渣性能好。     

超细粉制备高密高强炭素材料

以超细焦炭粉和球形石墨为原料，以CJF-43和FB为粘结剂，通过特定工艺制备高密度高强度炭素材料。测试其体积密度、抗压强度、电阻率、肖氏硬度等性能，研究树脂种类及含量、细颗粒含量、球形石墨的含量、成型压力对其性能的影响。结果表明，FB的粘结效果好；随着球形石墨含量的增加，样品密度提高，机械强度降低；随着细颗粒的增加，样品的密度和硬度提高；其他工艺条件不变，在100MPa下样品的成型效果好。     

硅藻土基复合板材的制备及性能研究

以硅藻土为基材,玻璃粉作为胶结材料,抛光石粉、粉煤灰为掺和材料,采用焙烧工艺制备硅藻土基板材.研究掺合料、焙烧温度对复合硅藻土基板材性能的影响,确定制备硅藻土板材的最优原料比例和最佳工艺条件.试验研究结果表明在同一焙烧温度下,随着硅藻土比例的增加,硅藻基板材抗折强度减小,调湿性能增强,甲醛吸附量下降;在同一配比条件下,随着烧结温度的增大,复合硅藻基板材抗折强度先增大后减小,在825℃时强度达到最大值,调湿性能与甲醛吸附性能逐渐降低.     

铝电解槽用无烟煤基石墨化阴极材料的初步研究

选取优质电煅无烟煤,分别配以一定比例的石油焦和沥青焦作为骨料,与煤沥青混合后按照模压成型、焙烧、高压浸渍、二次焙烧和石墨化等常规炭素制品生产工艺流程制备石墨化阴极材料试样。考察了无烟煤和3种少灰料以不同配比混合制成的试样在焙烧和石墨化过程中的尺寸变化及理化性能变化规律,并通过对4种以单一原料制备的试样的理化性能分析,探讨了原料种类对试样性能的影响。结果表明,以无烟煤为主要原料,配以一定比例的少灰料作为骨料,通过适当的炭素工艺制备的石墨化阴极材料试样,其常规理化性能可以满足大电流铝电解槽用阴极材料的要求。     

微波烧结工艺对熔融石英陶瓷生坯性能影响的研究

以熔融石英粉末为主要原料,氮化硅为烧结助剂,采用微波烧结工艺对熔融石英陶瓷生坯制品进行烧结,采用常温抗折强度测试、体积密度测试、XRD射线衍射,研究了微波参数对生坯制品的物理力学性能及生坯微观组织的影响。结果表明:当微波升温速率为10℃/min,烧结温度为1150℃,保温时间为2 h时,熔融石英陶瓷生坯制品的常温抗折强度可达到31.6 MPa,体积密度达到1.87 g/cm3,对比常规烧结工艺,在相同的烧结工艺参数下,提升了陶瓷生坯的性能。     

炭纤维在人造石墨基体中的分散性研究

研究了阴离子型分散剂脂肪醇磷酸酯盐(MLBH)对炭纤维在沥青中的分散性的影响;设计分散工艺实验,研究不同工艺对炭纤维/石墨材料中炭纤维分散性的影响。通过扫描电子显微镜、偏光显微镜分别对炭纤维/石墨材料和分散有炭纤维的沥青切片表面形貌进行表征,并通过抗折强度、电阻率指标均匀程度来评价炭纤维在石墨基体中的分散性。结果表明:使用MLBH作为分散剂能明显改善炭纤维在黏结剂沥青中的分散性;先将焦料和沥青混合均匀再加入炭纤维混合得到的炭纤维/石墨材料中炭纤维分散性最佳。     

多源石墨固废制备电热板材配方试验研究

为了提高石墨固废利用率,本文以石墨开采废石为细骨料,添加球形石墨尾料以及不同质量分数的废石石粉进行电热板材配方试验,探究了石墨开采废石取代量、石粉掺量对电热板材性能的影响。结果表明：在100%(质量分数)使用石墨开采废石作为细骨料时,养护28 d的水泥板材抗折强度及抗压强度分别达到11.09 MPa和50.90 MPa,虽然略低于使用标准砂的水泥板材的强度指标,但是仍可满足相关要求,说明石墨开采废石可以作为细骨料使用;在废石石粉掺量为7%(质量分数)时,电热板材的抗折强度和抗压强度最高分别达到6.21 MPa和33.00 MPa,虽然强度有所降低,但是仍可满足低强度板材的要求;在球形石墨尾料掺量为9%(质量分数)时,电热板材体积电阻率为1.94Ω·m,发热温度为71℃,具有良好的电热效果。     

二维C/C复合材料层叠板制备工艺及其性能的研究

研究通过浸渍—炭化法制备二维C／C复合材料层叠板的工艺参数，分析了不同基体前驱体和增密次数对材料的密度、厚度和收缩率、体积电阻率和层间剪切强度的影响，并用扫描电子显微镜进行断口分析。结果表明：选用残炭率较高的基体前驱体和适当的增密次数是制备低成本二维C／C复合材料层叠板的关键；相同纤维体积的层叠板基体炭含量越高，电阻率越小，导电性能越好；单位体积含有炭纤维越多，纤维受损几率就越大，产生结构缺陷几率越高，导致电阻率增加，导电性能下降；本实验中二维C／C复合材料层叠板制备工艺简单可行，层叠板的密度达到1．40g／cm^3以上，剪切强度为1．5MPa，断口呈脆性断裂特征。