CN109053190A - 一种石墨材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石墨材料的制备方法，具体步骤如下：以重量份计，将60～65份沥青焦，11～15份黏土，7～10份陶瓷粉与13～15份氧化镁混合；搅拌并加热1～3小时；进行磨粉细化；放入模具内压制成形；在惰性气体保护下加热并保温；浸渍；加热并保温；使粉末墨化。本发明制备得到的石墨材料抗压和抗折性能好；重量轻，耐热范围大，热膨胀系数小，热扩散率和热导率高，传热快，且受热均匀，可以将该石墨材料制备成厨房用具。
Description
技术领域
本发明涉及一种石墨材料及其制备方法，属于无机非金属材料技术领域。
背景技术
随着科技的进步，家庭厨房用具材料的选择也越来越多。电饭锅、煮饭锅、煲汤锅、烤盘等都是人们日常生活中常用的厨房用具，现有技术中通常采用全铸铁制成，但是这种材料制成的厨具具有重量大、耐热范围小，热膨胀系数大，热扩散率和热导率小的缺点；也有使用陶瓷制成的厨具，虽然陶瓷厨具的热导率高且热膨胀系数小，但其耐热范围小，且只能明火加热且易破裂；另外还存在由高硼硅制成的所谓养生锅，虽然其具有较低的热膨胀系数，但是其对热不敏感。
因此，提供一种低密度、高导热的石墨材料及其制备方法，是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低密度、高导热的石墨材料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种石墨材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)以重量份计，将60～65份沥青焦，11～15份黏土，7～10份陶瓷粉与13～15份氧化镁混合；
(2)将步骤(1)所述的混合物在120℃～300℃的温度下搅拌并加热1～3小时，并在加热过程中进行多次轧片；
(3)将步骤(2)所述完成加热的混合物进行磨粉细化，控制粉末粒径为6～13微米；
(4)将步骤(3)所述磨粉细化的混合物放入模具内压制成形；
(5)在惰性气体保护下将压制成型的混合物加热至1400～1800℃，并保温20～40天；
(6)将步骤(5)所述完成加热的混合物浸渍在中温煤沥青中，并以65～70℃/h的升温速度加热至300～500℃，抽真空后保压处理；
(7)在惰性气体保护下加热至1400～1800℃，并保温20～40天；
(8)以100～120℃/h的升温速度加热至3200℃，使粉末墨化。
优选地，步骤(5)中的升温速度为260℃/h。
优选地，步骤(7)中的升温速度为220℃/h。
进一步，制备得到的石墨材料的热膨胀系数为3.9～4.4×10-6/K。
进一步，制备得到的石墨材料的热扩散率为89～92m2/s。
进一步，制备得到的石墨材料的热导率为138～142w/m·k。
进一步，制备得到的石墨材料的抗压强度为45～70Mpa，抗折强度为28～36Mpa。
本发明的有益效果是：本发明制备得到的石墨材料抗压和抗折性能好；重量轻，耐热范围大，热膨胀系数小，热扩散率和热导率高，传热快，且受热均匀，可以将该石墨材料制备成厨房用具。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但是应理解所述实施例仅是范例性的，不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改或替换均落入本发明的保护范围。
实施例1
一种石墨材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)以重量份计，将60份沥青焦，11份黏土，7份陶瓷粉与13份氧化镁混合；
(2)将步骤(1)所述的混合物在120℃的温度下搅拌并加热3小时，并在加热过程中进行多次轧片；
(3)将步骤(2)所述完成加热的混合物进行磨粉细化，控制粉末粒径为6～13微米；
(4)将步骤(3)所述磨粉细化的混合物放入模具内压制成形；
(5)在惰性气体保护下将压制成型的混合物加热至1400℃，升温速度为260℃/h，并保温40天；
(6)将步骤(5)所述完成加热的混合物浸渍在中温煤沥青中，并以65℃/h的升温速度加热至300℃，抽真空后保压处理；
(7)在惰性气体保护下加热至1400℃，升温速度为220℃/h，并保温40天；
(8)以100℃/h的升温速度加热至3200℃，使粉末墨化。
实施例2
一种石墨材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)以重量份计，将63份沥青焦，13份黏土，8份陶瓷粉与14份氧化镁混合；
(2)将步骤(1)所述的混合物在200℃的温度下搅拌并加热2小时，并在加热过程中进行多次轧片；
(3)将步骤(2)所述完成加热的混合物进行磨粉细化，控制粉末粒径为6～13微米；
(4)将步骤(3)所述磨粉细化的混合物放入模具内压制成形；
(5)在惰性气体保护下将压制成型的混合物加热至1600℃，升温速度为260℃/h，并保温30天；
(6)将步骤(5)所述完成加热的混合物浸渍在中温煤沥青中，并以68℃/h的升温速度加热至400℃，抽真空后保压处理；
(7)在惰性气体保护下加热至1600℃，升温速度为220℃/h，并保温30天；
(8)以110℃/h的升温速度加热至3200℃，使粉末墨化。
实施例3
一种石墨材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)以重量份计，将65份沥青焦，15份黏土，10份陶瓷粉与15份氧化镁混合；
(2)将步骤(1)所述的混合物在300℃的温度下搅拌并加热1小时，并在加热过程中进行多次轧片；
(3)将步骤(2)所述完成加热的混合物进行磨粉细化，控制粉末粒径为6～13微米；
(4)将步骤(3)所述磨粉细化的混合物放入模具内压制成形；
(5)在惰性气体保护下将压制成型的混合物加热至1800℃，升温速度为260℃/h，并保温20天；
(6)将步骤(5)所述完成加热的混合物浸渍在中温煤沥青中，并以70℃/h的升温速度加热至500℃，抽真空后保压处理；
(7)在惰性气体保护下加热至1800℃，升温速度为220℃/h，并保温20天；
(8)以120℃/h的升温速度加热至3200℃，使粉末墨化。
测定本发明实施例1～3制备得到的石墨材料以及常用厨房用具的具体参数，结果如下表所示：
本发明制备得到的石墨材料，热膨胀系数小，热扩散率，热导率高；抗压和抗折性能好。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种石墨材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)以重量份计，将60～65份沥青焦，11～15份黏土，7～10份陶瓷粉与13～15份氧化镁混合；
(2)将步骤(1)所述的混合物在120℃～300℃的温度下搅拌并加热1～3小时，并在加热过程中进行多次轧片；
(3)将步骤(2)所述完成加热的混合物进行磨粉细化，控制粉末粒径为6～13微米；
(4)将步骤(3)所述磨粉细化的混合物放入模具内压制成形；
(5)在惰性气体保护下将压制成型的混合物加热至1400～1800℃，并保温20～40天；
(6)将步骤(5)所述完成加热的混合物浸渍在中温煤沥青中，并以65～70℃/h的升温速度加热至300～500℃，抽真空后保压处理；
(7)在惰性气体保护下加热至1400～1800℃，并保温20～40天；
(8)以100～120℃/h的升温速度加热至3200℃，使粉末墨化。
2.根据权利要求1所述的一种石墨材料的制备方法，其特征在于，步骤(5)中的升温速度为260℃/h。
3.根据权利要求1所述的一种石墨材料的制备方法，其特征在于，步骤(7)中的升温速度为220℃/h。
4.根据权利要求1～3任一项所述的一种石墨材料的制备方法，其特征在于，制备得到的石墨材料的热膨胀系数为3.9～4.4×10-6/K。
5.根据权利要求4所述的一种石墨材料的制备方法，其特征在于，制备得到的石墨材料的热扩散率为89～92m2/s。
6.根据权利要求5所述的一种石墨材料的制备方法，其特征在于，制备得到的石墨材料的热导率为138～142w/m·k。
7.根据权利要求6所述的一种石墨材料的制备方法，其特征在于，制备得到的石墨材料的抗压强度为45～70Mpa，抗折强度为28～36Mpa。
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| CN112457015A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-03-09 | 柯良节 | 一种新型石墨散热器及其制备方法 |
| CN115074587A (zh) * | 2022-05-19 | 2022-09-20 | 内蒙古一机集团富成锻造有限责任公司 | 一种锻造用变形铝合金材料、用途及其制品的热处理方法 |
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Denomination of invention: A graphite material and its preparation method Effective date of registration: 20230613 Granted publication date: 20210803 Pledgee: Pingdingshan Branch of Zhongyuan Bank Co.,Ltd. Pledgor: PINGDINGSHAN XRD GRAPHITE MANUFACTURING CO.,LTD. Registration number: Y2023980043543 |