您好~欢迎光临正规赌博平台大全网站~
4001-100-888
产品中心 PRODUCT
您现在的位置:主页 > 产品中心 > 石墨材料 > 模压石墨材料 >

模压石墨材料

  第三章 石墨资料 临蓐工艺 苛重教学实质: ? 胶体石墨的制备工艺; ? #胶体石墨的安宁性离别。 ? *石墨层间化合物的制备步骤。 ? 教学方针请求: ? 职掌胶体石墨的制备工艺; ? 职掌石墨层间化合物的制备步骤。 ? 教学步骤与技能: ? 教学;众媒体 ? 筹议、思量题、功课: ? 胶体石墨安宁离别的条目有哪些? ? 申明制备石墨层间化合物的道理。 ? 参考材料: ? 徐涛。石墨成品工艺学。武汉工业大学出 版社,1992。 ? 美军BLU-114型石墨炸弹 ? 石墨炸弹是一种苛重针对电力办法的兵器。 这种炸弹内含有大宗的丝状碳纤维,经飞机 投送后正在空中炸开,大宗碳纤维丝团像蜘蛛 网相似挨挨挤挤地飘落,搭正在电力办法上使 其短道,以致对方电力供应停止。1999年科 索沃搏斗中,美邦就曾应用这种石墨炸弹使 得南同盟电力编制瘫痪. 软炸弹 --属于非致命性兵器。 ? 盘 根 第一节 石墨概述 ? 一.石墨的布局 ? 晶体布局:层内共价键,层间分子键. ? 此布局决心了石墨的形状与性子。 ? 为层间化合物的制备供应条件条目。 ? 自然石墨矿物有: ? 晶质石墨(片状、鳞片状) ? 隐晶质(土状)石墨两中产出大局。 ? 常伴有长石,石英,云母,磁铁矿等矿物。 ? 二、性子 ? 耐高温(熔点3850 ℃,沸点4250 ℃)、导电、 润滑、化学性子安宁、疏水性、可塑性等。 ? 自然石墨; ? 以沥青、焦炭为原料临蓐的人制石墨。 ? 用于缔制长途导弹或者航天火箭推动器的材 料; ? 用于核工程(中子减速剂); ? 用于缔制新型潜艇的轴承; ? 用于航空电刷、密封、润滑资料等 。 ? 第二节 石墨的提纯 ? 选矿后的石墨纯度小于94%, 必需经历化学 提纯降低品位。 ? 去除长石,石英,云母等杂质。 ? 化学提纯:通过化学经过取得高纯或超纯矿 物原料的加工步骤。 ? 规矩:酸浸出此中的金属盐和碱(土)金属; ? 碱浸出非金属氧化物。 ? ? 1、苛性钠熔融法 正在500-800℃的高温熔融状况下,氢氧化钠 可与石墨中的杂质矿物起反映1小时,如二氧 化硅、氧化铁等;金属离子从矿物中浸出后 天生重淀。 ? 然后用酸洗涤成溶于水的盐,洗去。常温下 也可能举办。产物的品位99-99.9%。 ? SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O ? 其它硅酸盐、碳酸盐矿物也有上述反映。 ? Al3++3OH- → Al(OH)3 ↓ ? Al(OH)3 ↓ +3HCl→AlCl3+3H2O ? 原矿的品位达90-95%,提纯后达99%。 ? ? ? 2、氢氟酸法: 石墨与水按1:1的比例搀杂,一边搅拌加 入酸,反映24小时,用碱中和。产物达 99%以上。 SiO2+4HF=2H2O+SiF4↑ CaSiO3+6HF=CaF2+3H2O+SiF4 ↑ ? ? ? 其毒性及侵蚀性限度其应用。 ? 可融解石英及硅酸盐。 ? 耐酸、密封的反映罐中举办 ? 3、活性气体法:用四氯化碳使石墨中的杂质 变为蒸汽排出。杂质因素仅为石英时应用干 燥的氟化氢气体。 立式展转炉。 ? ? 4、高温气化法:温度正在2500 ℃以上依旧72 小时,杂质的沸点较低,易挥发。反映正在纯化 炉中举办,与氛围隔断。 可得99.99-99.999%的超纯产物. ? ? 第三节 胶体石墨(石墨乳) ? ? 网罗润滑资料及导电资料(158,216) 石墨乳是一种以超微细鳞片状(1-5微米)石 墨为固体离别相,以水或油、有机溶剂为 介质的固-液相两相资料。 一、胶体石墨的临蓐工艺 ? 1、超微细化经管 ? 湿法磨矿(哆嗦磨); ? 干法磨矿(气流破裂机、超微破裂机)。 细度(3-5微米)。 ? 2、离别经管 ? 本来,上述两个经过是交叉正在沿道的。更加 是湿法磨矿,微细化与离别经管穿插举办。 ? 离别经过中增添潮湿剂(珍爱胶体)、解胶 剂(离别剂)等,使胶体石墨安宁存正在。 ? 石墨具有疏水性且带负电,所以,须要插足 亲水性物质(珍爱胶体,增粘剂)使石墨具有 亲水性; ? 研磨分级时,须要插足析凝剂使之重淀,再 脱水捕集; ? 解胶:正在石墨浆液中插足碱性电解质(解胶 剂),使pH值依旧正在10独揽,石墨粒子带负 电荷处于安宁状况。 ? ? 常用珍爱胶体有:动物胶、阿拉伯树胶、羧 甲基纤维素(CMC)等。 兴办有: ? 三辊磨、胶体磨、振动磨; ? 辅助兴办有:泵,搅拌机,储液罐,哆嗦筛等。 ? ? ? 油剂石墨乳的水-油相蜕变工艺是: 含水的石墨粒子+亲油离别剂及润滑油—高 压釜蒸馏去水分—油剂胶体石墨。 二、胶体石墨的性子 ? 取决于石墨粒子的巨细及式样;(能否离别) ? 石墨正在液体中的悬浮离别安宁性。 ? ? ? 1、石墨粒子的薄片涂膜特点 薄片状石墨粒子正在石墨乳中能酿成平行陈列、 特地致密的很薄的涂膜层,稳定的附着正在金 属或其它物质外面。所以,可能离别于百般 液相中,制成百般耐热性润滑剂、导电涂料 等。 2、胶体石墨的安宁性 ? 胶体石墨粒子安宁离别的条目(制备工艺的两 个阶段): ? 一是胶体粒子微细化经管; ? 二是石墨微粒正在水中的离别安宁化经管。 ? 亲水性离别剂(珍爱胶体)--解胶剂(碱性 电解质)。 ? 3、胶体石墨的触变性: ? 搅拌前后粘度的改观。 ? ? 如显像管石墨乳(胶体石墨)、拉丝石墨乳。 三、拉丝(周详锻制)用胶体石墨的制备 ? 拉丝加工所用的润滑剂,可能分为 ? 水润滑剂 ? 油润滑剂 ? 干粉润滑剂。 ? 油润滑剂正在作事中易爆发油烟,污染境况。 ? 1、原料计划:石墨经历化学提纯,含碳量达 99%; ? 2、制备工艺 ? 超细破裂(必需湿法磨矿):使粒度正在3-5 微米; ? 离别:安宁离别。 ? 工艺经过: ? 鳞片石墨-化学提纯-干式破裂(小于1 0微米)-湿式破裂(小于3或5)-酸 经管(凝析)-洗涤-解胶 ? 珍爱胶体(动物胶,植物胶等)-搅拌溶 解-过滤-胶体磨-储罐备用 ? 涂膜加强剂(硼砂,琼脂等),防腐剂 (甲醛等),去离子水 ? 三局部搅拌匀称-高速离别-制品储罐 ? ? ? 3、配方举例: 高碳石墨(99%)18-26%;羧甲基纤维14.5%;阿拉伯胶1-7.5%;硼砂0.2-1.5%; 氨水1-6%;琼脂0.2-1.5% ;甲醛2-8% ; 其它约75%为去离子水 4、拉丝胶体石墨润滑剂产物格地轨范: ? 石墨含量18-20%; ? 石墨粒径小于3或5微米; ? 黏度100-200pa.s; ? pH值9-10; ? 灰分1-1.5%。 ? ? 周详锻制用润滑剂的制备,和上述经过似乎。 均用于高温境况中。 四、石墨轴承及自润滑资料 ? 石墨轴承—新型自润滑轴承。 ? 上风:精良的自润滑职能; ? 耐高温职能;试验温度可达350 ℃ ; ? 化学安宁职能; ? 刻板强度。 ? 鳞片石墨—焦炭粉—熔化沥青—搀杂—轧片 —压制—焙烧—石墨化 ? 合成树脂浸渍石墨—成型。 ? 膨胀石墨+树脂—搀杂—浇注或压模成型—产 品。 ? ? 第四节 石墨层间化合物(173) ? 将化学反映物质浸入石墨层间,与层内碳 原子贯串,酿成一种具有新的夹层性子而 且不捣鬼石墨层状布局的化合物,称之为 石墨层间化合物。(可膨胀石墨,石墨酸) 1、石墨层间化合物的分类 ? 凭据夹层物的性子及它们之间的效用力分为: 离子型层间化合物(酸类、卤素及金属离 子)、 ? 共价型(石墨氟化物) ? 分子型(浓郁族分子)。 ? 2、石墨层间化合物的布局 ? 插层剂沿着平行于石墨层面倾向,正在层面 之间有准则的插入、准则的陈列。 ? 石墨层与插入物的比例可能是1:1(一阶); ? ? 2:1(二阶) 层间距的谋划公式: ? h=h0+(n-1) ×3.35×10-10 ? h-插入物进入后的层间距; ? H0-一阶级间化合物的层间隔断; ? N-层间化合物的阶数。 ? 3.层间化合物的缔制步骤 ? 缔制步骤,概略上分为两类: ? (1)电化学氧化法: ? 用来缔制共价键型化合物. ? ? ? 强酸氧化法 用浓硫酸和浓硝酸以1:1-9:1搀杂液浸泡石墨, 重铬酸钾、高锰酸钾、等行为氧化剂,洗涤、过 滤干燥,即可酿成层间化合物。 硫酸的氧化性亏折以供应插层反映的驱动力,必 须插足其它的强氧化剂,以保障反映的举办。 ? ? ? 为避免硫的存正在,众用磷酸。 存正在废酸、废水的经管题目。 电解氧化法 ? 正在特制的电解槽中举办,是以不存正在废水的 题目。 ? 如硫酸水溶液为电解液。石墨粉构成阳极或 悬浮于电解液中。 ? 好处:尽管电解液中反映物浓度很低,天生 反映仍正在举办;电解装配布局纯粹;临蓐效 率高。兴办必需耐侵蚀。 ? (2)离子插入法 ? 苛重临蓐离子型层间化合物。如碱金属石 墨层间化合物缔制步骤。 ? 金属和石墨粉末,正在真空条目下搀杂匀称, 模压成型,然后正在惰性氛围中热经管,合 成层间化合物(一至四阶)。如碳化锂。 ? 其余,还可能有金属卤化物、金属硫化物 等插层剂。 ? 酸经管的层间化合物高温加热,酿成膨胀石 墨或蠕虫石墨。 ? 以膨胀石墨为原料,经加压成型的资料,具 有分别于一般石墨的柔韧性,称为柔性石墨。 ? ? ? ? ? ? ? 4、氟化石墨 将石墨干燥,加热到374-600℃是通入被氮气稀释 的氟而制得。具有特地好的绝缘性 。 如固体氟化物合成工艺: 含氟的固体鸠合物(聚四氟乙烯)+石墨悬浮液— 搀杂—过滤—干燥—电炉反映—制品。 惰性氛围,320-600 ℃. 管式电阻炉。 职能: ? 除与石墨无别 的物理性子外,最紧急的一点 是绝缘性。 ? 苛重教学实质: ? # *膨胀石墨的制备工艺; ? *柔性石墨的加工; ? 石墨坩埚。 ? 教学方针请求: ? 职掌膨胀石墨及柔性石墨的制备工艺; ? 明晰石墨坩埚的制备步骤。 ? 教学步骤与技能: ? 教学;众媒体 ? 筹议、思量题、功课: ? 膨胀石墨的制备中为什么煅烧氛围必需是 还原氛围? ? 参考材料: ? 徐涛。石墨成品工业学。武汉工业大学出 版社,1992。 ? 第五节 柔性石墨密封资料 一.柔性石墨密封资料概述 ? 1、新一代优秀密封资料的请求 ? (1)、对气体及液体具有不分泌性,且能适当 高温和高压境况; ? (2)、具有精良的回弹性和可塑性; ? (3)、具有耐化学侵蚀性; ? (4)、自润滑职能精良,摩擦职能好(耐磨、 摩擦系数小); ? (5)、无毒,耐辐射 ? (6)、具有精良的导热性; ? (7)、有较长的应用寿命。 ? 2、柔性石墨的物理化学职能 ? (1)、不分泌性好; ? (2)、耐热性好,应用边界宽。450℃下 永久作事,正在氧化氛围中-200-600 ℃ ; 缺氧条目下-200-1650 ℃ ;导热率高; ? (3)、化学安宁性,耐侵蚀性强。合用于 酸碱境况; ? (4)、自润滑性和不透气性好 ? (5)、密封成绩好,吸附性强。 ? 行为高级密封资料。 ? 相闭柔性石墨的商酌作事,可能追溯到 1860年。 ? 60年代中期,美邦联结碳化物公司开始研 究得胜膨胀石墨密封资料,并于1963和 1966年分歧正在美邦和英邦颁布了专利. ? 1968年得胜的用于原子能工业。 ? 因为邦外里对石棉密封资料的应用限度, 使柔性石墨更受注重。 ? ? 我邦从1978年起,举办了膨胀石墨资料的 研制,并于1987年加入批量临蓐,产物经 美邦联结碳化物公司周详测试认识并与日 本被勒公司似乎产物较量以为:构想有别 于当时各邦的全部步骤,具有独创性,处 于邦际领先秤谌。 ? 柔性石墨密封资料及其成品已正在石油化工、 油气田、刻板、电力、冶金、化纤、染料、 原子能和航空航天等很众工业部分获得了 使用,并获得了精良的成绩. 是一种较量理思的密封资料。 ? 二、柔性石墨临蓐工艺 ? 柔性石墨的临蓐分为四个工序: ? 原料计划;化学经管 ? 高温膨胀 ? 成型。 ? 前三个工序的产物是膨胀石墨。 ? ? ? ? 1.石墨原料计划 纯度:影响膨胀石墨的膨胀职能。 石墨正在湿式化学经管时,体例中的化学反映 可能正在石墨的角落区域和层间区域同时举办。 若石墨不纯,则因杂质的存正在而惹起的晶格缺 陷和位错等的情形就众,结果角落区域的活性 点增加,角落化学反映速率增疾,有利于边 缘化合物的天生. 另一方面,杂质也使晶体的层状布局变得 混乱和不完备,使化学物质扩散到层间的 速率和深度受到阻挠和限度. ? 是以,要获得较好的膨胀,石墨的纯度要 正在99%以上。 ? 粒度:分别的粒度对石墨的膨胀职能也有 影响。凡是请求3-5微米。 ? 自然石墨的粒度对膨胀石墨职能的影响 2、化学经管 ? 化学经管的方针是请求能较众地酿成层间 化合物,较少地酿成角落化合物。 ? 化学试剂的条目: ? (1)试剂要具有必然的氧化性; ? (2)试剂向石墨层间的扩散速率大于角落氧 化速率。 ? 戒备:氧化剂的浓度或含量不行太高,不然, 就会崭露氧化速率大于扩散速率,得不到较 好的膨胀成绩。 ? 化学经管经过中,酸性氧化剂的用量为2-4%; 常温常压下就寝0.5-2小时。 ? 洗涤后pH值为3.5-5.6。 ? 分别条目下膨胀石墨的膨胀职能 3.热经管 ? 热经管的方针是促使层间化合物热认识。 使认识爆发的推力,把层间隔断拉大,以 到达膨胀的成绩。 ? 低温烘干温度正在105℃以下。 ? 高温膨胀900 ℃独揽。 ? ? 既要避免石墨的高温氧化,又要避免破裂性膨胀。 由于前者会形成石墨的吃亏,后者会消重密封资料 的强度。 常用兴办:立式炉、卧式炉 尚有微波膨化法。 影响成绩的身分:步骤、光阴、温度。 ? ? ? ? 凭据膨胀倍数权衡膨胀成绩的长短。 ? 膨胀石墨中杂质元素的存正在,直接影响柔性石墨 的职能。 比方硫和氯却是正在临蓐经过中由酸和水中引入的。 凡是产物中请求:硫小于1000微克/克。 光谱认识测全部的微量元素 ? ? ? 比方;采用鸡西市柳毛石墨矿的高纯石墨; 98%的硫酸、99%的高锰酸钾、95%的污水 三氯化铁、85%的磷酸制备低硫柔性石墨。 ? 石墨:高锰酸钾:硫酸:三氯化铁=1:0.8: 3.0:0.2; ? 温度50℃,光阴30分钟、60℃干燥; ? 1050℃膨胀,膨化50秒。 ? 硫含量低于500微克/克 ? (二)、 柔性石墨成型工艺 ? 为进一步加工成板、管、槽等成品,就要 对膨胀石墨加工成型。 ? 目前,邦外里柔性石墨成型步骤有 ? 碾压法; ? 模压法; ? 挤压法。 ? ? ? 1、碾压成型法 临蓐柔性石墨纸箔或板材。 ? (1)单层平板相联碾压法:无须任何粘结剂 就可能将柔性石墨加工成板材。图181-2。 (2)众层平板碾压法:众层相联碾压机前进 行。一次成型太厚时,可能众层单板复合。 ? ? 单板叠加,须要粘结剂,成型后加热经管, 使粘结剂硬化及碳化。 耐热粘结剂:胶体二氧化硅(氧化铝)等; ? ? 耐热不高的有酚醛树脂。 2、模压成型法 ? 临蓐板材及异型材。 ? 用模具压制成型。 ? 单板厚度为0.2-0.4mm的柔性石墨板;橡 胶板硬度80-90,厚5-15mm. ? (三)柔性石墨复合资料 ? 1、膨胀石墨与粘结资料复合 ? 膨胀倍数大于80时,自己粘结才气强;小于 80时,须要粘结剂。 ? 粘结剂有有机、无机之分。 ? 膨胀石墨粉+树脂—搀杂—成型—焙烧—粘 结剂硬化、碳化—产物。600-1000℃ ? 也可能与氧化石墨搀杂—成型。。。 ? 尚有橡胶石墨密封资料 ? 2、膨胀石墨与金属粉的复合资料 ? 3、众层加芯复合板材 ? 治服简单材质的差池,上风互补。 ? 石墨板+金属板材或金属网。 ? (四)柔性石墨资料的刻板职能 ? 柔性石墨密封资料中苛重筹议柔性石墨板 材。 ? 由于同样密度和厚度的纯柔性石墨板材理 应具有同样的机城职能; ? ? 同时,板材是制制百般密封成品的原料 所谓刻板职能,亦称力学职能。 ? 苛重是指膨胀石墨资料的抗拉强度、压缩 强度、压缩弹性模量、压缩率、回弹率和 拉伸弹性模量等参数。 ? 膨胀石墨板材的苛重职能如下外。 ? (1)、抗拉强度测试 ? 抗拉强度极限是指试件单元面积上所能承 受的最大拉力的荷重。 ? 其巨细是周详权衡膨胀石墨资料刻板职能 的一个苛重目标。 ? 资料全能实习机.试件按联系的邦度轨范 或行业轨范制样. ? ? (2)、膨胀石墨的压缩率和回弹率 压缩率系指资料单元厚度的压缩量和原厚 度的百分率。 ? 回弹率系指资料受载后,卸载至零的变形 规复才气。 ? 它们是商酌密封资料职能的两个紧急数据。 谋划式: ? (3).压缩时弹性模量及泊松比 ? 弹性模量指资料正在应力边界内应力对应变 的比值; ? 面泊松比是指试件横向应变对轴向应变的 比值。 ? 它们都是资料力学职能的紧急参数,是衡 量资料屈从轴向和横向变形的才气,也是 认识商酌资料的密封职能的紧急目标。 ? (4).压缩强度(抗压强度) ? 轨范试件,压力机上加压,直至压断为止. ? 压缩强度=最大举/受力面积 ? (五) 柔性石墨产物 ? 膨胀石墨是一种松散众孔而又弯曲的蠕 虫状物质。 ? 它的比外面很大,外面能很高,吸附力很 强,可能不加任何粘接剂,直接正在压力作 用下,倚赖自己的互相吸赞同嵌合而贯串 正在沿道,从而很利便地加工成百般式样的 成品。 ? 1、板材和带材 ? 将膨胀石墨直接用压力机加压.即可制成 百般规格的膨胀石墨板材。 ? 压力巨细可凭据板材的密度请求来定。 ? 密封资料厂临蓐有板材和卷材两种。 ? 膨胀石墨板材是一种底子资料,它可能用 来缔制带材、填料环、填料各种垫片,也 可直接粘贴于百般金属外面,有用地管理 气相密封。 ? 卷材可直接用于制制围绕垫片。 ? 2、密封垫片 ? ? ? ? ? 临蓐密封垫片有两种步骤: 一是用冲模把厚度适应的柔性石墨板材冲制成所需 规格的成品; 二是用模具把膨胀石墨压制成所需规格的成品。 正在此中可能插足金属资料,复合而成。 用膨胀石墨资料做成的密封垫片,可通俗用作管 道、阀门、泵、压力容器、塔、换热器、冷凝器等 法兰连结处作静密封用。 柔性石墨资料也有差池,如易吸水,强度 低,耐磨性差.柔性石墨复合资料改良其 力学职能. ? 围绕法制备垫片 ? 它是将长度适应的膨胀石墨带条和宽度 适应的金属薄带,相间围绕成必然截面形 状的复合式密封垫圈。 ? 可能临蓐直径大于2m的大口径金属围绕垫片。 特别合用于高温高压下的阀门及容器的密封。 ? 轨范的金属围绕垫片遵守刻板部、化工部管 道法兰轨范; ? 非轨范的按用户所需尺寸临蓐。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 第六节 石墨坩埚 用于冶金行业.70%的膨胀石墨用于冶金行业 一.原料及配比 石墨,沥青或焦油 耐火黏土;氧化铝占46%,二氧化硅54%; 熟料:骨料 蜡石;石英为苛重因素的质地细腻的岩石. 硅石(石英),14-42目 ,用量5%; 正在必然温度下煅烧后的原料. ? 配方:石墨45-50%;软质粘土23-25%;硬 质粘土8-10%;石英5%;蜡石10-12%。 ? ? ? ? ? ? ? ? 二、临蓐工艺 成型步骤有可塑成型法及等静压成型法。 1、可塑成型法 原料计划:网罗选料、煅烧、破裂、混料; 泥料制备:压料、闷料、碎料、压砣、拍砣、打 砣; 旋塑成型:正在旋缸机上获得坩埚半制品; 半制品接续加工:洗缸、烘干、刷釉、烧结 (1100 ℃依旧8小时)。750 ℃以下烧氧化焰, 900 ℃以上,烧中性焰。 2、等静压成型 ? 成型水分为10%,可塑成型18%。皮胆内 压力200MPa.与前一种步骤肖似. ? ? 潮洲蜡石