CN1124976C - 一种低电阻率石墨材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种低电阻率石墨材料的制备方法，是将金属钛粉，煅焦粉和中温沥青按重量配比为煅焦粉∶钛∶沥青＝100∶(1-30)∶(10-30)混合均匀，在2000-2600℃，30MPa下热压成型，即得到低电阻石墨材料。制取的石墨材料其电阻率为1.9-5μΩm。本发明制得的材料具有电阻率低，制备简单等特点。
Description
本发明属于炭材料，具体地说是涉及一种低电阻率石墨材料的制备方法。
炭材料因其优异的性能而广泛用于航天、航空及冶金工业中。由于石墨具有良好的导电导热能力，机械强度较高，在高温下不熔化并且抗氧化抗腐蚀性能较好等特点，而备受关注。早期使用的一般是以天然石墨为原料的天然石墨电极，但其强度偏低，使用中易折断。以后发展了用无烟煤及冶金焦为原料的炭素电极，但其电阻率较大，热性能较差，因此通过电极的电流密度受到限制。十九世纪末研究成功了人造石墨电极，其物理化学指标和使用性能都较天然石墨和炭素电极优越的多。
如我国石墨电极的产品规格(冶金工业部标准YB 818-78)所述的石墨电极电阻率为8-11μΩm，其原料主要为煅焦粉和煤或石油沥青。俄罗斯(гOCT11256-65)报道的石墨电极的电阻率为9.5μΩm，其原料为煅焦粉和石油沥青，经2600℃高温制成。美国大湖炭素公司生产的石墨电极的电阻率为8μΩm，其原料亦为煅焦粉与石油沥青，经2600℃以上高温制成。在更高要求的工业生产中，需要更低电阻率的超高功率电极，根据我国冶金工业部标准YB2811-78，其材料的电阻率为5-7μΩm。其原料为石油针状焦粉与石油沥青，经2800℃以上高温制成。西德西格里公司生产的超高功率石墨电极其电阻率为6-7.5μΩm，其原料为石油针状焦粉和石油沥青，经2800℃以上高温制成。以上炭材料其缺点是电阻率高。
本发明的目的是提供一种低电阻率的石墨材料的制备方法。
本发明的制备方法包括如下步骤：将金属钛粉，煅焦粉和中温沥青按重量配比为煅焦粉∶钛∶沥青＝100∶(1-30)∶(10-30)混合均匀，在2000-2600℃，30MPa下热压成型，即得到低电阻石墨材料。
如上所述的煅焦粉的粒度是10-100μm。
如上所述的金属钛粉的粒度是35-100μm。
如上所述的沥青是软化点在90-110℃中煤沥青或石油沥青。
本发明制取的石墨材料其电阻率为1.9-5μΩm。
本发明的低电阻石墨材料与现有材料相比具有如下优点：
1.由于金属元素在材料制备过程之中，对材料的石墨化起到催化作用，从而使材料的石墨化程度达到95％以上，材料电阻率很低。
2.由于材料之中添加了其它元素钛，从而对材料的机械强度及抗氧化性能都有所提高。
本发明的实施例如下：
实施例1
(1)称取100重量份煅焦粉(粒度30-40μm)，4重量份钛粉(粒度35-45μm)，30重量份沥青，混合均匀；
(2)将混合好的原料放入模具之中，在2600℃，30MPa下热压成型；
所制得的材料导电性能良好，其电阻率仅为2.78μΩm(面向)。
实施例2
(1)称取100重量份煅焦粉(粒度40-55μm)，9重量份钛粉(粒度45-50μm)，30重量份沥青，混合均匀；
(2)将混合好的原料放入模具之中，在2600℃，30MPa下热压成型；
所制得的石墨材料导电性能良好，电阻率仅为2.65μΩm(面向)。
实施例3
(1)称取100重量份煅焦粉(粒度55-70μm)，13重量份钛粉(粒度50-60μm)，30重量份沥青，混合均匀；
(2)将混合好的原料放入模具之中，在2600℃，30MPa下热压成型；
所制得的石墨材料导电性能良好，电阻率仅为2.10μΩm(面向)。
实施例4
(1)称取100重量份煅焦粉(粒度70-80μm)，25重量份沥青，9重量份钛粉(粒度60-75μm)，混合均匀；
(2)将混合好的原料放入模具之中，在2200℃，30MPa下热压成型；
所制得的石墨材料导电性能良好，电阻率为4.8μΩm(面向)。
实施例5
(1)称取100重量份煅焦粉(粒度80-90μm)，20重量份沥青，13重量份钛粉(粒度75-80μm)，混合均匀；
(2)将混合好的原料放入模具之中，在2400℃，30MPa下热压成型；
所制得的石墨材料导电性能良好，电阻率为3.6μΩm(面向)。
实施例6
(1)称取100重量份煅焦粉(粒度90-100μm)，15重量份沥青，20重量份钛粉(粒度80-90μm)，混合均匀；
(2)将混合好的原料放入模具之中，在2400℃，30MPa下热压成型；
所制得的石墨材料导电性能良好，电阻率为3.9μΩm(面向)。
实施例7
(1)称取100重量份煅焦粉(粒度10-30μm)，10重量份沥青，25重量份钛粉(粒度90-100μm)，混合均匀；
(2)将混合好的原料放入模具之中，在2200℃，30MPa下热压成型；
所制得的石墨材料导电性能良好，电阻率为4.1μΩm(面向)。
对比例1
(1)100重量份煅焦粉(粒度60-70μm)，30重量份沥青，混合均匀；
(2)将混合好的原料放入模具之中，在2600℃，30MPa下热压成型；
制得的石墨材料电阻率为9.0μΩm(面向)。
对比例2
(1)100重量份煅焦粉(粒度60-70μm)，30重量份沥青，混合均匀；
(2)将混合好的原料放入模具之中，在2200℃，30MPa下热压成型；
制得的石墨材料电阻率为11.0μΩm(面向)。
Claims (4)
1.一种低电阻率石墨材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：将金属钛粉，煅焦粉和中温沥青按重量配比为煅焦粉∶钛∶沥青＝100∶(1-30)∶(10-30)混合均匀，在2000-2600℃，30MPa下热压成型，即得到低电阻石墨材料。
2.根据权利要求1所述的一种低电阻率石墨材料的制备方法，其特征在于所述的煅焦粉的粒度是10-100μm。
3.根据权利要求1所述的一种低电阻率石墨材料的制备方法，其特征在于所述的金属钛粉的粒度是35-100μm。
4.根据权利要求1所述的一种低电阻率石墨材料的制备方法，其特征在于所述的沥青是软化点在90-110℃中煤沥青或石油沥青。
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