CN1304870A - 一种低电阻率炭材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种低电阻率炭材料的制备方法,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:(l—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炭材料的制备方法。
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(rOCT11256-65)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)
1.一种低电阻率炭材料的制备方法,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炭材料的制备方法,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炭材料的制备方法,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炭材料的制备方法,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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CN 00130421 CN1124976C (zh) | 2000-09-26 | 2000-09-26 | 一种低电阻率石墨材料的制备方法 |
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CN101030458B (zh) * | 2006-12-06 | 2010-12-08 | 王跃山 | 无腐蚀组合接地极 |
CN102557015A (zh) * | 2010-12-31 | 2012-07-11 | 上海杉杉科技有限公司 | 一种各向同性细结构炭材料及其制备方法 |
CN107117970A (zh) * | 2017-04-21 | 2017-09-01 | 华东理工大学 | 一种新型生产低电阻高强度石墨材料的复合添加剂及该石墨材料的制备方法 |
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- 2000-09-26 CN CN 00130421 patent/CN1124976C/zh not_active Expired - Fee Related
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