CN117964399A - 一种等静压石墨制品的浸渍方法 - Google Patents
一种等静压石墨制品的浸渍方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117964399A CN117964399A CN202410382617.8A CN202410382617A CN117964399A CN 117964399 A CN117964399 A CN 117964399A CN 202410382617 A CN202410382617 A CN 202410382617A CN 117964399 A CN117964399 A CN 117964399A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pressure
- impregnation
- product
- temperature
- heating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 67
- 239000010439 graphite Substances 0.000 title claims abstract description 67
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 67
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 title claims abstract description 66
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 63
- 238000000462 isostatic pressing Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 60
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 claims abstract description 57
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 49
- 238000009489 vacuum treatment Methods 0.000 claims abstract description 29
- POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N dodecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCC(O)=O POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 18
- LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M Cetrimonium bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 13
- 239000005639 Lauric acid Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims abstract description 8
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 8
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 64
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 14
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 12
- BCKXLBQYZLBQEK-KVVVOXFISA-M Sodium oleate Chemical compound [Na+].CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC([O-])=O BCKXLBQYZLBQEK-KVVVOXFISA-M 0.000 claims description 5
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 4
- 230000004584 weight gain Effects 0.000 abstract description 14
- 235000019786 weight gain Nutrition 0.000 abstract description 14
- 239000007770 graphite material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 27
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 18
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 12
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 2
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005087 graphitization Methods 0.000 description 2
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000011294 coal tar pitch Substances 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 238000010892 electric spark Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
本发明提供了一种等静压石墨制品的浸渍方法，属于等静压石墨材料技术领域；所述等静压石墨制品的浸渍方法包括预处理、真空处理、配制浸渍液、浸渍以及冷却步骤；所述配制浸渍液步骤为，将液态沥青以0.4‑0.6℃/min的速率加热，升温至72‑76℃，然后加入复合表面活性剂进行搅拌，搅拌时间为15‑20min，搅拌转速为304‑323rpm，搅拌结束后，保温静置23‑28min，保温静置结束后制得浸渍液；所述复合表面活性剂是月桂酸、聚乙烯蜡和十六烷基三甲基溴化铵的混合物；采用本发明的浸渍方法制得的浸渍品，体积密度和增重率高，质量均一稳定，经过焙烧和石墨化工序制得的产品，强度和导电性能佳。
Description
技术领域
本发明属于等静压石墨材料技术领域，具体涉及一种等静压石墨制品的浸渍方法。
背景技术
等静压石墨的应用领域广泛，不仅在民用上大有作为，还在国防尖端上占有重要地位，属新型材料；它是制造单晶炉、金属连铸石墨结晶器、电火花加工用石墨电极等不可替代的材料，更是制造火箭喷嘴、石墨反应堆的减速材料和反射材料的绝好材料。
浸渍是等静压石墨产业的一道重要工序，对产品性能有重要影响，浸渍通常是在焙烧后进行，生坯在焙烧后，沥青或者煤沥青等粘结剂经过高温会分解成大量气体，这就使得产品在焙烧后会出现多孔，密度降低，进而影响产品的机械性能和可加工性能；浸渍的目的就是在一定的温度和压力下，迫使浸渍剂填充到气孔以及骨料焦炭颗粒原来就存在的开口气孔中，经过二次焙烧，降低产品的气孔率，增加体积密度，进而改善机械性能、导热导电等物理性能。
现有的等静压石墨制品的浸渍方法，主要存在浸渍均一性偏差等的问题，并且在浸渍时通常是采用沥青作为浸渍液，浸渍冷却过程中，制品内部的沥青温度高于沥青软化点，在泄压的瞬间，沥青会不断的向制品外部溢出，等到制品彻底冷却后，溢出的沥青会黏附在制品的表面，进而使得产品内部的沥青不均匀，进一步导致制品出现裂纹现象。
CN104446646A公开了一种制备等静压石墨制品的浸渍方法，具体公开了是将等静压石墨制品升温预热，然后置于液态沥青中浸渍，施加压力进行浸渍，在加压的情况下进行冷却，降温至50-60℃，再对冷却后的浸渍体系进行加热，加热至浸渍体系中的沥青温度在软化点以上，制品外表温度在沥青软化点时，停止加热，降压，排出沥青，再次降温，完成浸渍；
上述方法是采用两次冷却、加热循环的方式进行浸渍，过程繁琐，耗能较大，生产周期长，并且浸渍剂一直在浸渍体系中，冷却降温速率较慢，加热温度不好控制，进而导致产品的质量不均一。
CN115259898A公开了一种等静压石墨制品的浸渍方法及其制品，具体公开了将等静压石墨焙烧品表面清理后放入浸渍罐，加热到一定温度后抽真空，保持一定时间后，向浸渍罐中输入液态中温沥青，浸没产品并加热，温度达到后氮气加压并保压一定时间，保持温度不变泄压，同时输送回中温沥青，浸渍罐抽真空后，将产品内部浸入的中温沥青排出，保持真空一段时间后输入液态高温煤沥青浸没产品，加热到一定温度后加压保压一段时间，降到一定温度后泄压，输送回沥青后继续冷却至常温；
但是上述专利需要两次疏通气孔通道，并且在第二次疏通气孔通道时，还需要加入低软化点中温沥青，然后将其排出带走杂质，其工艺复杂，所需要的沥青量大，生产成本高，且最终的增重率为15.2-16.1%，增重率仍然处于较低水平。
因此，提供一种等静压石墨制品的浸渍方法，避免使用大量沥青，降低成本的同时，提高制品的增重率，增加体积密度，保证浸渍品的质量均一稳定是现有技术亟待解决的技术难题。
发明内容
为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种等静压石墨制品的浸渍方法，在避免使用大量沥青，降低成本的同时，提高制品的增重率，增加体积密度，保证浸渍品的质量均一稳定。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种等静压石墨制品的浸渍方法，包括预处理、真空处理、配制浸渍液、浸渍以及冷却步骤，具体操作如下：
1.预处理
将等静压石墨制品置于密闭容器中进行加热，控制升温速率为7.6-8.4℃/h，升温至117-123℃，在117-123℃下保温1.0-1.4h，然后以5.5-6.5℃/h的速率升温至190-210℃，在190-210℃下保温1.4-1.6h，最后以4.8-5.2℃/h的速率升温至275-285℃，在275-285℃下保温1.7-1.9h，保温结束后，完成预处理步骤，制得预处理后的等静压石墨制品；
所述密闭容器与等静压石墨制品的体积为4.1-4.3:1。
2.真空处理
在预处理步骤完成后，向密闭容器内抽真空，控制压力为343-356Pa，保持压力1.4-1.6h，然后通入氮气，控制压力为0.6-0.8MPa，保压1.8-2.2h，保压结束再次抽真空至55-65Pa，保持压力2.1-2.5h，完成真空处理步骤，制得真空处理后的等静压石墨制品。
3.配制浸渍液
将液态沥青以0.4-0.6℃/min的速率进行加热，直至升温至72-76℃，然后加入复合表面活性剂进行搅拌，搅拌时间为15-20min，搅拌转速为304-323rpm，搅拌结束后，保温静置23-28min，保温静置结束后制得浸渍液；
所述液态沥青和复合表面活性剂的质量比为100:5.5-5.9；
所述复合表面活性剂是月桂酸、聚乙烯蜡和十六烷基三甲基溴化铵的混合物，所述月桂酸、油酸钠和十六烷基三甲基溴化铵的质量比为1.7-1.9:2.9-3.3:1.0-1.4。
4.浸渍
将真空处理后的等静压石墨制品置于密闭容器中，注入浸渍液使得浸渍液完全浸没真空处理后的等静压石墨制品，然后以0.4-0.6℃/min的速率升温至211-217℃，在211-217℃下浸渍1.4-1.6h，浸渍结束后开始向密闭容器中充入氮气，控制压力为2.1-2.3MPa，保压1.7-1.9h，保压结束后继续通入氮气，控制压力为2.6-2.8MPa，保压3.0-3.4h，然后控制压力不变进行超声浸渍处理，超声频率为10-14kHz，超声功率为43-48W，超声时间为15-20min，浸渍过程中始终保持密闭容器内的温度为211-217℃，完成浸渍步骤。
5.冷却
在浸渍步骤完成后，停止加热，通入氮气，排出浸渍液，升高压力至4.0-4.2MPa，待温度降低至70-74℃，停止通入氮气，泄压，以0.8-1.2℃/min的速率降低至室温，制得浸渍品。
与现有技术相比，本发明取得了以下有益效果：
1. 本发明采用多种表面活性剂进行复配对液态沥青进行处理，可以促进液态沥青的流动性，从而保证浸渍的均匀性和充分性，复合表面活性剂在对液态沥青进行处理时，其中月桂酸的烃基深入到沥青内部，羧基伸向液态沥青的外面，然后吸附在两相的界面上，使得两相间的界面张力降低，其与十六烷基三甲基溴化铵复配，进一步促进了液态沥青的流动性，而聚乙烯蜡可以升高沥青的软化点，为冷却排出沥青液时保证动态的平衡打下基础；其与特定的浸渍方法等技术手段相结合，使得沥青液分层次进入石墨的孔洞，结合超声振荡处理，沥青液能够充分进入小孔洞，实现了更加充分的浸渍，从而在避免使用大量沥青，降低生产成本的同时，提高了增重率和体积密度，浸渍均匀且充分，浸渍品在经过焙烧、石墨化工序后，制得的产品质量均一，强度高，导电性能优异；
2.采用本发明的方法制得的浸渍品，增重率为17.4-17.7%，体积密度为1.878-1.883g/cm3；
3.采用本发明的方法制得的浸渍品，置于焙烧炉中通入氮气，900℃下焙烧30d，然后在再置于石墨炉中，2700℃下焙烧57d，自然冷却至室温后制得产品，对产品进行性能测试，按照GB/T 3074.1-2021《炭素材料抗折强度测定方法》测得抗折强度为70.8-72.3MPa，按照（GB/T 1431-2019《炭素材料耐压强度测定方法》）测得耐压强度为120-125MPa，按照GB/T 24525-2009《炭素材料电阻率测定方法》测得电阻率为8.5-8.9μΩ·m。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果更加清楚的理解，现说明本发明的具体实施方式。
实施例1 一种等静压石墨制品的浸渍方法
1.预处理
将等静压石墨制品置于密闭容器中进行加热，控制升温速率为8℃/h，升温至120℃，在120℃下保温1.2h，然后以6℃/h的速率升温至200℃，在200℃下保温1.5h，最后以5℃/h的速率升温至280℃，在280℃下保温1.8h，保温结束后，完成预处理步骤，制得预处理后的等静压石墨制品；
所述密闭容器与等静压石墨制品的体积为4.2:1。
2.真空处理
在预处理步骤完成后，向密闭容器内抽真空，控制压力为350Pa，保持压力1.5h，然后通入氮气，控制压力为0.7MPa，保压2h，保压结束再次抽真空至60Pa，保持压力2.3h，完成真空处理步骤，制得真空处理后的等静压石墨制品。
3.配制浸渍液
将液态沥青以0.5℃/min的速率进行加热，直至升温至74℃，然后加入复合表面活性剂进行搅拌，搅拌时间为17min，搅拌转速为312rpm，搅拌结束后，保温静置25min，保温静置结束后制得浸渍液；
所述液态沥青和复合表面活性剂的质量比为100:5.7；
所述复合表面活性剂是月桂酸、聚乙烯蜡和十六烷基三甲基溴化铵的混合物，所述月桂酸、油酸钠和十六烷基三甲基溴化铵的质量比为1.8:3.1:1.2。
4.浸渍
将真空处理后的等静压石墨制品置于密闭容器中，注入浸渍液使得浸渍液完全浸没真空处理后的等静压石墨制品，然后以0.5℃/min的速率升温至214℃，在214℃下浸渍1.5h，浸渍结束后开始向密闭容器中充入氮气，控制压力为2.2MPa，保压1.8h，保压结束后继续通入氮气，控制压力为2.7MPa，保压3.2h，然后控制压力不变进行超声浸渍处理，超声频率为12kHz，超声功率为45W，超声时间为17min，浸渍过程中始终保持密闭容器内的温度为214℃，完成浸渍步骤。
5.冷却
在浸渍步骤完成后，停止加热，排出浸渍液，通入氮气升高压力至4.1MPa，待温度降低至72℃，停止通入氮气，泄压，以1.0℃/min的速率降低至室温，制得浸渍品。
采用实施例1的方法制得的浸渍品，增重率为17.7%，体积密度为1.883g/cm3；
将实施例1制得的浸渍品置于焙烧炉中通入氮气，900℃下焙烧30d，然后在再置于石墨炉中，2700℃下焙烧57d，自然冷却至室温后制得产品，对产品进行性能测试，按照GB/T3074.1-2021《炭素材料抗折强度测定方法》测得抗折强度为72.3MPa，按照（GB/T 1431-2019《炭素材料耐压强度测定方法》）测得耐压强度为125MPa，按照GB/T 24525-2009《炭素材料电阻率测定方法》测得电阻率为8.5μΩ·m。
实施例2 一种等静压石墨制品的浸渍方法
1.预处理
将等静压石墨制品置于密闭容器中进行加热，控制升温速率为7.6℃/h，升温至117℃，在117℃下保温1.0h，然后以5.5℃/h的速率升温至190℃，在190℃下保温1.4h，最后以4.8℃/h的速率升温至275℃，在275℃下保温1.9h，保温结束后，完成预处理步骤，制得预处理后的等静压石墨制品；
所述密闭容器与等静压石墨制品的体积为4.1:1。
2.真空处理
在预处理步骤完成后，向密闭容器内抽真空，控制压力为343Pa，保持压力1.4h，然后通入氮气，控制压力为0.6MPa，保压1.8h，保压结束再次抽真空至55Pa，保持压力2.1h，完成真空处理步骤，制得真空处理后的等静压石墨制品。
3.配制浸渍液
将液态沥青以0.4℃/min的速率进行加热，直至升温至72℃，然后加入复合表面活性剂进行搅拌，搅拌时间为15min，搅拌转速为304rpm，搅拌结束后，保温静置23min，保温静置结束后制得浸渍液；
所述液态沥青和复合表面活性剂的质量比为100:5.5；
所述复合表面活性剂是月桂酸、聚乙烯蜡和十六烷基三甲基溴化铵的混合物，所述月桂酸、油酸钠和十六烷基三甲基溴化铵的质量比为1.7:2.9:1.0。
4.浸渍
将真空处理后的等静压石墨制品置于密闭容器中，注入浸渍液使得浸渍液完全浸没真空处理后的等静压石墨制品，然后以0.4℃/min的速率升温至211℃，在211℃下浸渍1.4h，浸渍结束后开始向密闭容器中充入氮气，控制压力为2.1MPa，保压1.7h，保压结束后继续通入氮气，控制压力为2.6MPa，保压3.0h，然后控制压力不变进行超声浸渍处理，超声频率为10kHz，超声功率为43W，超声时间为15min，浸渍过程中始终保持密闭容器内的温度为211℃，完成浸渍步骤。
5.冷却
在浸渍步骤完成后，停止加热，排出浸渍液，通入氮气升高压力至4.0MPa，待温度降低至70℃，停止通入氮气，泄压，以0.8℃/min的速率降低至室温，制得浸渍品。
采用实施例2的方法制得的浸渍品，增重率为17.4%，体积密度为1.878g/cm3；
将实施例2制得的浸渍品置于焙烧炉中通入氮气，900℃下焙烧30d，然后再置于石墨炉中，2700℃下焙烧57d，自然冷却至室温后制得产品，对产品进行性能测试，按照GB/T3074.1-2021《炭素材料抗折强度测定方法》测得抗折强度为71.4MPa，按照（GB/T 1431-2019《炭素材料耐压强度测定方法》）测得耐压强度为120MPa，按照GB/T 24525-2009《炭素材料电阻率测定方法》测得电阻率为8.9μΩ·m。
实施例3 一种等静压石墨制品的浸渍方法
1.预处理
将等静压石墨制品置于密闭容器中进行加热，控制升温速率为8.4℃/h，升温至123℃，在123℃下保温1.4h，然后以6.5℃/h的速率升温至210℃，在210℃下保温1.6h，最后以5.2℃/h的速率升温至285℃，在285℃下保温1.7h，保温结束后，完成预处理步骤，制得预处理后的等静压石墨制品；
所述密闭容器与等静压石墨制品的体积为4.3:1。
2.真空处理
在预处理步骤完成后，向密闭容器内抽真空，控制压力为356Pa，保持压力1.6h，然后通入氮气，控制压力为0.8MPa，保压2.2h，保压结束再次抽真空至65Pa，保持压力2.5h，完成真空处理步骤，制得真空处理后的等静压石墨制品。
3.配制浸渍液
将液态沥青以0.6℃/min的速率进行加热，直至升温至76℃，然后加入复合表面活性剂进行搅拌，搅拌时间为20min，搅拌转速为323rpm，搅拌结束后，保温静置28min，保温静置结束后制得浸渍液；
所述液态沥青和复合表面活性剂的质量比为100:5.9；
所述复合表面活性剂是月桂酸、聚乙烯蜡和十六烷基三甲基溴化铵的混合物，所述月桂酸、油酸钠和十六烷基三甲基溴化铵的质量比为1.9:3.3:1.4。
4.浸渍
将真空处理后的等静压石墨制品置于密闭容器中，注入浸渍液使得浸渍液完全浸没真空处理后的等静压石墨制品，然后以0.6℃/min的速率升温至217℃，在217℃下浸渍1.6h，浸渍结束后开始向密闭容器中充入氮气，控制压力为2.3MPa，保压1.9h，保压结束后继续通入氮气，控制压力为2.8MPa，保压3.4h，然后控制压力不变进行超声浸渍处理，超声频率为14kHz，超声功率为48W，超声时间为20min，浸渍过程中始终保持密闭容器内的温度为217℃，完成浸渍步骤。
5.冷却
在浸渍步骤完成后，停止加热，排出浸渍液，通入氮气升高压力至4.2MPa，待温度降低至74℃，停止通入氮气，泄压，以1.2℃/min的速率降低至室温，制得浸渍品。
采用实施例3的方法制得的浸渍品，增重率为17.5%，体积密度为1.880g/cm3；
将实施例3制得的浸渍品置于焙烧炉中通入氮气，900℃下焙烧30d，然后在再置于石墨炉中，2700℃下焙烧57d，自然冷却至室温后制得产品，对产品进行性能测试，按照GB/T3074.1-2021《炭素材料抗折强度测定方法》测得抗折强度为70.8MPa，按照（GB/T 1431-2019《炭素材料耐压强度测定方法》）测得耐压强度为123MPa，按照GB/T 24525-2009《炭素材料电阻率测定方法》测得电阻率为8.8μΩ·m。
本发明采用多种表面活性剂进行复配对液态沥青进行处理，可以促进液态沥青的流动性，从而保证浸渍的均匀性和充分性，复合表面活性剂在对液态沥青进行处理时，其中月桂酸的烃基深入到沥青内部，羧基伸向液态沥青的外面，然后吸附在两相的界面上，使得两相间的界面张力降低，其与十六烷基三甲基溴化铵复配，进一步促进了液态沥青的流动性，而聚乙烯蜡可以升高沥青的软化点，为冷却排出沥青液时保证动态的平衡打下基础；其与特定的浸渍方法等技术手段相结合，使得沥青液分层次进入石墨的孔洞，结合超声振荡处理，沥青液能够充分进入小孔洞，实现了更加充分的浸渍，从而提高了增重率和体积密度，并且浸渍均匀且充分，浸渍品在经过焙烧、石墨化工序后，制得的产品质量均一，强度高，导电性能优异。
对比例1
在对比例1的基础上，改变之处为，省略配制浸渍液步骤，直接采用液态沥青作为浸渍液，其余操作均相同。
采用对比例1的方法制得的浸渍品，增重率为15.7%，体积密度为1.851g/cm3；
将对比例1制得的浸渍品置于焙烧炉中通入氮气，900℃下焙烧30d，然后在再置于石墨炉中，2700℃下焙烧57d，自然冷却至室温后制得产品，对产品进行性能测试，按照GB/T3074.1-2021《炭素材料抗折强度测定方法》测得抗折强度为60.2MPa，按照（GB/T 1431-2019《炭素材料耐压强度测定方法》）测得耐压强度为90MPa，按照GB/T 24525-2009《炭素材料电阻率测定方法》测得电阻率为9.8μΩ·m。
由对比例1及其实验结果可知，对比例1仅是采用液态沥青作为浸渍液，沥青流动性不佳，使得对预处理后的等静压石墨制品不能充分的浸渍，其会存在部分孔洞未能被填充的现象，并且对比例1的液态沥青软化点较低，在冷却过程中，较多的内部沥青会向外表面溢出，从而影响浸渍效果，进一步造成浸渍品的增重率和体积密度小，浸渍不充分，浸渍品在经过焙烧、石墨化工序后制得的产品的质量不均一，存在品质差异。
对比例2
在实施例1的基础上，改变之处为，所述浸渍步骤为，向真空处理后的密闭容器中注入浸渍液，使得浸渍液充满密闭空间，升温至214℃，通入氮气升高压力至2.7MPa，保压6.5h，完成浸渍步骤；
其余操作均相同。
采用对比例2的方法制得的浸渍品，增重率为16.2%，体积密度为1.859g/cm3；
将对比例2制得的浸渍品置于焙烧炉中通入氮气，900℃下焙烧30d，然后在再置于石墨炉中，2700℃下焙烧57d，自然冷却至室温后制得产品，对产品进行性能测试，按照GB/T3074.1-2021《炭素材料抗折强度测定方法》测得抗折强度为63.5MPa，按照（GB/T 1431-2019《炭素材料耐压强度测定方法》）测得耐压强度为96MPa，按照GB/T 24525-2009《炭素材料电阻率测定方法》测得电阻率为9.4μΩ·m。
本发明采用分段加压的方法进行浸渍，使得沥青液先是进入大孔洞，当压力升高之后沥青液填充小孔洞，结合超声振荡的方法，使得沥青液充分填满极细小孔洞，达到浸渍平衡状态，从而保证了浸渍的均匀性和充分性，而根据对比例2及实验结果可知，对比例2在浸渍过程中仅是采用一次升压的方法进行浸渍，其不能实现分层次的对孔洞填充，进而不能对所有孔洞填满，最终使得浸渍不均匀，浸渍品在焙烧、石墨化之后制得的产品，品质质量不佳。
除非特殊说明，本发明所述的比例均为质量比例，所述的百分数，均为质量百分数。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种等静压石墨制品的浸渍方法，其特征在于，所述等静压石墨制品的浸渍方法包括预处理、真空处理、配制浸渍液、浸渍以及冷却步骤；
所述配制浸渍液步骤为，将液态沥青以0.4-0.6℃/min的速率进行加热，直至升温至72-76℃，然后加入复合表面活性剂进行搅拌，搅拌时间为15-20min，搅拌转速为304-323rpm，搅拌结束后，保温静置23-28min，保温静置结束后制得浸渍液；
所述复合表面活性剂是月桂酸、聚乙烯蜡和十六烷基三甲基溴化铵的混合物，所述月桂酸、油酸钠和十六烷基三甲基溴化铵的质量比为1.7-1.9:2.9-3.3:1.0-1.4；
所述浸渍步骤为，将真空处理后的等静压石墨制品置于密闭容器中，注入浸渍液使得浸渍液完全浸没真空处理后的等静压石墨制品，然后以0.4-0.6℃/min的速率升温至211-217℃，在211-217℃下浸渍1.4-1.6h，浸渍结束后开始向密闭容器中充入氮气，控制压力为2.1-2.3MPa，保压1.7-1.9h，保压结束后继续通入氮气，控制压力为2.6-2.8MPa，保压3.0-3.4h，然后控制压力不变进行超声浸渍处理，超声频率为10-14kHz，超声功率为43-48W，超声时间为15-20min，浸渍过程中始终保持密闭容器内的温度为211-217℃，完成浸渍步骤。
2.根据权利要求1所述的一种等静压石墨制品的浸渍方法，其特征在于，
所述浸渍步骤中，所述液态沥青和复合表面活性剂的质量比为100:5.5-5.9。
3.根据权利要求1所述的一种等静压石墨制品的浸渍方法，其特征在于，
所述预处理步骤为，将等静压石墨制品置于密闭容器中进行加热，控制升温速率为7.6-8.4℃/h，升温至117-123℃，在117-123℃下保温1.0-1.4h，然后以5.5-6.5℃/h的速率升温至190-210℃，在190-210℃下保温1.4-1.6h，最后以4.8-5.2℃/h的速率升温至275-285℃，在275-285℃下保温1.7-1.9h，保温结束后，完成预处理步骤，制得预处理后的等静压石墨制品；
所述密闭容器与等静压石墨制品的体积为4.1-4.3:1。
4.根据权利要求1所述的一种等静压石墨制品的浸渍方法，其特征在于，
所述真空处理步骤为，在预处理步骤完成后，向密闭容器内抽真空，控制压力为343-356Pa，保持压力1.4-1.6h，然后通入氮气，控制压力为0.6-0.8MPa，保压1.8-2.2h，保压结束再次抽真空至55-65Pa，保持压力2.1-2.5h，完成真空处理步骤，制得真空处理后的等静压石墨制品。
5.根据权利要求1所述的一种等静压石墨制品的浸渍方法，其特征在于，
所述冷却步骤为，在浸渍步骤完成后，停止加热，通入氮气，排出浸渍液，升高压力至4.0-4.2MPa，待温度降低至70-74℃，停止通入氮气，泄压，以0.8-1.2℃/min的速率降低至室温，制得浸渍品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410382617.8A CN117964399B (zh) | 2024-04-01 | 2024-04-01 | 一种等静压石墨制品的浸渍方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410382617.8A CN117964399B (zh) | 2024-04-01 | 2024-04-01 | 一种等静压石墨制品的浸渍方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117964399A true CN117964399A (zh) | 2024-05-03 |
| CN117964399B CN117964399B (zh) | 2024-06-07 |
Family
ID=90861371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410382617.8A Active CN117964399B (zh) | 2024-04-01 | 2024-04-01 | 一种等静压石墨制品的浸渍方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117964399B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2007131352A (ru) * | 2007-08-17 | 2009-02-27 | Федеральное государственное унитарное предпри тие "Московское машиностроительное производственное предпри тие "САЛЮТ" (ФГУП "ММПП "САЛЮТ") (RU) | Способ получения графитированного материала |
| EP2907797A1 (en) * | 2014-02-17 | 2015-08-19 | AV EKO-COLOR s.r.o. | The preparation for reduction of oxidation in graphite products |
| US20150273518A1 (en) * | 2014-03-25 | 2015-10-01 | Liquiglide, Inc. | Spray Processes and Methods for Forming Liquid-Impregnated Surfaces |
| CA3024157A1 (en) * | 2016-05-19 | 2017-11-23 | Sicpa Holding Sa | Method and formulation for impregnation of porous materials |
| CN108727063A (zh) * | 2018-06-01 | 2018-11-02 | 中钢集团新型材料（浙江）有限公司 | 一种用于细结构高密度大规格等静压石墨的浸渍方法 |
| CN116253582A (zh) * | 2023-05-15 | 2023-06-13 | 太原市江兴石墨换热设备有限公司 | 浸渍聚四氟乙烯的不透性石墨材料及制造工艺及换热设备 |
-
2024
- 2024-04-01 CN CN202410382617.8A patent/CN117964399B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2007131352A (ru) * | 2007-08-17 | 2009-02-27 | Федеральное государственное унитарное предпри тие "Московское машиностроительное производственное предпри тие "САЛЮТ" (ФГУП "ММПП "САЛЮТ") (RU) | Способ получения графитированного материала |
| EP2907797A1 (en) * | 2014-02-17 | 2015-08-19 | AV EKO-COLOR s.r.o. | The preparation for reduction of oxidation in graphite products |
| US20150273518A1 (en) * | 2014-03-25 | 2015-10-01 | Liquiglide, Inc. | Spray Processes and Methods for Forming Liquid-Impregnated Surfaces |
| CA3024157A1 (en) * | 2016-05-19 | 2017-11-23 | Sicpa Holding Sa | Method and formulation for impregnation of porous materials |
| CN108727063A (zh) * | 2018-06-01 | 2018-11-02 | 中钢集团新型材料（浙江）有限公司 | 一种用于细结构高密度大规格等静压石墨的浸渍方法 |
| CN116253582A (zh) * | 2023-05-15 | 2023-06-13 | 太原市江兴石墨换热设备有限公司 | 浸渍聚四氟乙烯的不透性石墨材料及制造工艺及换热设备 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 刘炳强等: "活性剂对浸渍效果的影响", 《炭素技术》, no. 1, 31 December 2002 (2002-12-31), pages 25 - 27 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117964399B (zh) | 2024-06-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103145437B (zh) | 一种快速填充碳/碳复合材料内部孔隙的树脂等压液相浸渍致密化方法 | |
| CN109320246B (zh) | 一种高温抗氧化石墨陶瓷复合材料及其制备方法 | |
| CN107032824B (zh) | 一种定向组织陶瓷基复合材料零件的制造方法 | |
| CN114573371A (zh) | 一种等静压石墨的深度浸渍方法 | |
| CN110627517B (zh) | 一种梯度超高温陶瓷基复合材料及其制备方法 | |
| CN109384470A (zh) | 一种c/c复合材料的快速制备方法 | |
| CN110642634A (zh) | 一种C/SiC-ZrB2复合材料及其制备方法 | |
| CN109251052A (zh) | 一种c/c复合材料及其制备方法 | |
| CN110627514A (zh) | 一种C/SiC-HfB2复合材料及其制备方法 | |
| JP2000203973A (ja) | 炭素基金属複合材料およびその製造方法 | |
| CN105712729A (zh) | 一种多晶铸锭炉用坩埚盖板制备方法 | |
| CN115448744B (zh) | 一种碳/碳喉衬的制备方法 | |
| CN117964399B (zh) | 一种等静压石墨制品的浸渍方法 | |
| CN113816745A (zh) | 高强度高密度石墨模具及其制备方法 | |
| CN112299865A (zh) | 一种改性C/SiC复合材料及其制备方法 | |
| CN115368140B (zh) | 一种低磨损的碳陶刹车材料及其制备方法 | |
| CN114622146B (zh) | 一种涂层改性铌纤维增强钛铝基复合材料的制备方法 | |
| CN107244877B (zh) | 一种双金属氧化物-碳化硅纤维多尺度增强体增强磷酸铝陶瓷基结构吸波材料及其制备方法 | |
| CN107099722B (zh) | 基于碳迁移的表面自润滑Ti(C,N)基金属陶瓷制备方法 | |
| CN114634361A (zh) | 一种细结构各项同性等静压石墨的制备方法 | |
| CN114890805A (zh) | 一种连续式石墨化炉中碳碳坩埚的制备工艺 | |
| CN111992460A (zh) | 一种石墨电极浸渍方法 | |
| CN110980686B (zh) | 一种多孔碳素材料的浸渍方法 | |
| CN110294632B (zh) | 碳纤维立体织物增强聚酰亚胺-碳基双元基体复合材料 | |
| CN114105665A (zh) | 一种晶体硅用轻质炭/炭复合材料保温筒及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |