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Graphitformkörper aus Naturgraphit für die Beaktortechnik
Die Erfindung bezieht sich auf Graphitformkörper aus Naturgraphit für die Reaktortechnik.
Als Reaktorgraphit wird heute ausschliesslich reiner Elektrographit verwendet. Es ist jedoch bereits vorgeschlagen worden, auch Naturgraphitpresskörper für diesen Zweck einzusetzen. Naturgraphitpresskörper sind insoweit vorteilhaft, als sie ein höheres Raumgewicht aufweisen, insoweit aber nachteilhaft, da die Naturgraphitteilchen, aus denen sie bestehen, plättchenförmig ausgebildet sind und sich beim Pressen der Formkörper parallel ausrichten und somit eine sehr grosse Anisotropie haben. So haben aus besonders leicht verpressbarem Flinzgraphit verpresste Naturgraphitformkörper eine Anisotropie - gemes- sen an dem Verhältnis der thermischen Ausdehnung in Pressrichtung - zur thermischen Ausdehnung senkrecht zur Pressrichtung bis zu 30.
Wohl gelingt es durch Feinmahlen der natürlich vorkommenden grobkristallinen (Flinz-)-Graphite, die Anisotropie herabzusetzen, sie beträgt jedoch immer mindestens 4.
Der erfindungsgemässe Graphitformkörper aus Naturgraphit ist dadurch gekennzeichnet, dass er zu-
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weise wenigstens 99 Gel.-% und einem spezifischen Gewicht von weniger als 2, 24, vorzugsweise weniger als 2, 21 g/cm3, gemessen mit einem Pyknometer am aschefreien, eine Körnung kleiner als 20/-1 aufweisenden Naturgraphit, besteht.
Durch die angegebene Definition des Naturgraphits, die sich auf sein spezifisches Gewicht gründet, wird beispielsweise erdiger Naturgraphit der Lagerstätte von Kaisersberg (Steiermark) erfasst. Das niedrige spezifische Gewicht liess an sich diese Art Graphit nicht für Reaktorzwecke geeignet erscheinen. Erst die die Erfindung begründende Feststellung der geringen Anisotropie der daraus hergestellten Formkörper konnte zu der erfindungsgemässen Lehre führen.
Eine andere Definition der erfindungsgemässen Graphite, die sachlich mit der durch das spezifische Gewicht gegebenen Definition im wesentlichen übereinstimmt, ist durch die Halbwertsbreite der 002Beugungslinien bei der röntgenographischen Feinstrukturbestimmung gegeben.
In der Zeichnung sind die 002 Interferenzen verschiedener Graphite gemessen an einem Zählrohrgoniometer wiedergegeben.
Diese Messmethode ergibt bekanntlich das Beugungsdiagramm der Röntgenstrahlen in zweidimensionaler Darstellung, wobei als Abszisse die Beugungswinkel und als Ordinate die Intensitäten direkt aufgezeichnet werden. Bei der Röntgenbeugung in Graphit ist die Halbwertsbreite der 002-Interferenz ein unmittelbares Mass für die Kristallitgrösse in c-Richtung. Aus dieser Figur ersieht man, dass eine Reihe von Naturgraphiten einerseits und aus Petrolkoks bzw. aus Steinkohlen-Teerpechkoks erzeugte Elektrographite anderseits eine wesentlich geringere Halbwertsbreite aufweisen als der mikrokristalline Naturgraphit. Die Halbwertsbreite des letzteren beträgt, aus dieser Figur entnommen 1, 20, während bei den makrokristallinen die grösste Halbwertsbreite 0, 360 und die kleinste 0, 220 beträgt.
Es bezeichnen
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ten und feinporösen Formkörpern nach der. Erfindung überraschend. Für eine gründliche Reinigung der dichten Körper wird vorteilhaft eine Mindesttemperatur von 25000 C, vorzugsweise 27000 C verwendet.
Die erfindungsgemässen Formkörper können schliesslich durch Imprägnierung mit verkokbaren Flüs-
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Naturgraphit B.
Kenndaten für den mikrokristallinen Naturgraphit A :
Asche 0,75% spez. Gewicht 2, 195 g/cm3, röntgenographische Halbwertsbreite vor Erhitzung auf Graphitierungs- temperatur 0, 950,
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itKorngrösse unter 35/l mit Anteilen von 0,1% über 25
1,6% über 15 li
8, Olo über 101L
34,3% über 6
50,2% über 4/l
70,4% über 2 .
Kenndaten für den Naturgraphit B : Asche 0,05%
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255 g/cm3,C/2 Abstand = 3,356
Korngrösse unter 100 mit Anteilen von 0,3% über 60u
7, 1% über 37u
40 % über 20 IL
70%über12
Der im Gesenk verpresste Körper hat ein Raumgewicht von 1, 97, einen spezifischen elektrischen Widerstand in Pressrichtung von 70Hmm2/m, quer zur Pre#richtung von 35#mm2/m, somit eine Aniso- tropie von 2, 17. Die thermische Ausdehnung beträgt in Pressrichtung 6, 5. 10-6 je C, quer zur Pressrich- tung 2,5, das ergibt eine Anisotropie von 2, 6.
Beispiel 2 : Der Graphitformkörper besteht zur Gänze aus mikrokristallinem Naturgraphit folgender Kennzeichnung :
Asche 0, 005% spez. Gewicht 2, 21 g/cm3, röntgenographische Halbwertsbreite 0, 80, C/ Abstand = 3, 358 (Nach Erhitzung auf Graphitierungstemperatur verringert sich die Halbwertsbreite auf 0, 360, der C/-Abstand bleibt erhalten).
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