DE2320580A1

DE2320580A1 - Verfahren zur herstellung eines geformten gegenstandes aus isotropem kohlenstoff

Info

Publication number: DE2320580A1
Application number: DE2320580A
Authority: DE
Inventors: George Richard Romovacek
Original assignee: Koppers Co Inc
Current assignee: Beazer East Inc
Priority date: 1972-04-26
Filing date: 1973-04-24
Publication date: 1973-11-08
Also published as: CA999114A; US3839515A; FR2181645B1; FR2181645A1; JPS4922397A; GB1420493A

Description

PATENTANWÄLTE

DipWng. P. WIRTH · Dr. V. SCHMIED-KOWARZIK

DipL-lng. G. DANNENBERG · Dr. P. WEINHOLD ■ Dr. D. GUDEL

281t34 β FRANKFURT AM MAIN

TELEFON C061T)

287014 GR. ESCHENHEIMER STRASSE

Case 7ΟΪ587Β
Wd/Sch

EOPPERS COMPJOIY, IFC. Koppers Building Pittsburgh, Pa. 15219 U. S. A.

Verfahren zur Herstellung eines geformten Gegenstandes aus isotropem Kohlenstoff.

309845/091G

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf geformte Gegenstände aus isotropem Kohlenstoff und auf ein Verf a hi? en. zur^; - '';; " Herstellung derselben aus flüssigen Kohlenwasserstoffdestlllaten.

Bisher wurden geformte Gegenstände aus Graphit oder amorphem Kohlenstoff aus zwei innig vermischten Bestandteilen, nämlich einem organischen Bindematerial und einem Füllmaterial, hergestellt. Typische organische Bindematerialien waren z.B. Teerasphalt, polymerisierter Furfurylalkohol und dergleichen. !Typische Füllmaterialien waren Koks, Petrolkoks und dergleichen.

Bei der Herstellung von geformten Gegenständen nach bekannten Verfahren wird das Füllmaterial, das eine bekannte und vorbestimmte Teilchengrößenverteilung hat, in einem vorbestimmten Verhältnis innig mit dem organischen Bindematerial vermischt. Die vermischten Materialien v/erden anschließend in einer üblichen Presse unter Druck und bei erhöhter Temperatur formgepreßt und dann in einer inerten Atmosphäre einer Hitzebehandlung bei Temperaturen von etwa 900 - 1000⁰C unterworfen, um das gemischte Material zu karbonisieren. Falls eine Graphitstruktur gewünscht wird, werden die karbonisierten Gegenstände einer Hitzebehandlung mit Temperaturen von etwa 2800 - 3OQO⁰C unterworfen, um· den Kohlenstoff in Graphit umzuwandeln.

Dieses bisher übliche Verfahren hat zahlreiche Machteile. So muß das Füllmaterial zum Beispiel eine ganz bestimmte Teilchen— .größenverteilung haben, wenn es mit dem Bindematerial vermischt wird, damit ein homogener und stabiler Gegenstand geformt werfen kann. Es müssen teure Vorrichtungen zum Zerstoßen, Mahlen und Sieben verwendet werden, um ein Füllmaterial in der erwünschten Teilchengrößenverteilung herzustellen. ,--

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Es werden auch teure Mischvorrichtungen benötigt, um eine innige Mischung des Füll- und des Bindematerials zu erreichen. Beim Mischen der Füll- und Bindematerialien muß man sehr sorgfältig und vorsichtig vorgehen, um das richtige Mischungsverhältnis zu erzielen. Um die richtigen Anteile an Binde- und Füllmaterial zu erhalten, werden entsprechende Wiege- und Meßvorrichtungen benötigt. Außerdem sind auch Lagermöglichkeiten für die beiden Bestandteile· notwendig.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem nur ein Bestandteil zxir Herstellung von geformten Gegenständen verwendet wird, werden die oben aufgezählten Nachteile vollkommen beseitigt. Ein noch bedeutenderer Vorteil ist jedoch, daß die erfindungsgemäß hergestellten geformten Gegenstände aus isotropem Kohlenstoff bestehen. Mit isotropem Kohlenstoff ist hier Elementarkohlenstoff gemeint, dessen physikalische Struktur so beschaffen ist, daß er in jeder Richtung des Raums die gleichen physikalischen und chemischen Eigenschaften besitzt. Äußerlich erscheint isotroper Kohlenstoff als harte, glasartige, unverschmelzbare, glänzende, schwarze Substanz. Ob es sich bei einer bestimmten Kohlenstoffprobe um isotropen oder anisotropen Kohlenstoff (d.h. um Kohlenstoff, dessen physikalische Struktur so beschaffen ist, daß er je nach der strukturellen Orientierung unterschiedliche physikalische und chemische Eigenschaften aufweist) handelt, kann durch eine mikroskopische Beobachtung der Kohlenstoffprobe mit einem metallographischen Mikroskop bestimmt werden. Im allgemeinen wird dazu eine Kohlen-Stoffprobe in einer epoxyharzartigen Fassung befestigt und die Oberfläche spiegelblank poliert. Die polierte Oberfläche wird durch ein übliches metallographisches Mikroskop in reflektiertem, mit gekreuzten Nicolschen Prismen polarisiertem Licht beobachtet. Falls es sich bei der Probe um isotropen Kohlenstoff handelt, ergibt sich keine Veränderung in der Intensität des reflektierten polarisierten Lichts, wenn die Probe gedreht wird. Wenn es sich jedoch um anisotropen Kohlen-

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stoff handelt, so verändert sich die Intensität des reflektierten, polarisierten Lichts beim Drehen der Probe.

Eine der besonderen Eigenschaften von isotropem Kohlenstoff ist, daß er selbst bei Temperaturen von 3OOO°C nicht in Graphit umgewandelt werden kann und daß er eine turbostratische Struktur von sehr kleiner Kristallgröße besitzt. Eine weitere Eigenschaft von isotropem Kohlenstoff ist seine bemerkenswerte Beständigkeit gegenüber starken Mineralsäuren einschließlich Fluorwasserstoffsäure.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines geformten Gegenstandes aus isotropem Kohlenstoff aus einem flüssigen Kohlenwasserstoffdestillat, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es die folgenden Stufen umfaßt: ' ' . . Gegebenenfalls

- inniges In-Kontakt-Bringen des flüssigen Kohlenwasserstoff-

destillats mit einem elementaren Sauerstoff enthaltenden Gas bei einer Temperatur von etwa 250 - 420⁰G, bis das Destillat in eine pechartige Substanz umgewandelt worden ist, welche beim Karbonisieren bei Temperaturen über etwa SOO⁰C isotropen Kohlenstoff ergibt;

-Sorgfältiges Entfernen der flüchtigen Stoffe aus der pechartigen Substanz,um einen Rückstand mit einem Terkokungswert von wenigstens etwa J3 % zu erhalten;

- Formpressen dieses Rückstands in die gewünschte Form;

---Karbonisieren des Gegenstandes bei Temperaturen von mehr als etwa 800⁰C, um den geformten Gegenstand in isotropen Kohlenstoff umzuwandeln.

Der hier verwendete Begriff "Kohlenwasserstoffdestillat" bezieht sich sowohl auf Kohlenteerdestillaie als auch auf Petroleumdestillate. Der Ausdruck "Kohlenteerdestillat" bezieht sich hier auf Destillatssubstanzen, die durch die Destillation von

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Kohlenteer gewonnen werden. Mit dem Begriff "Petroldestillat" werden hier Materialien bezeichnet, die auf physikalischem Wege , z.B. Destillation oder Extraktion, aus einem Rohoder synthetischen Petrolöl abgetrennt werden.

Erfindungsgemäß wird ein ausgewähltes Kohlenwasserstoffdestillat aus einer Substanz mit ölartigen Eigenschaften in eine Substanz mit pechartigen Eigenschaften umgewandelt, ind.em man das Destillat unter Reaktionsbedingungen bei erhöhten Temperaturen und bei Drücken, die ausreichen, um die Verdampfung des Destillats bei diesen hohen Temperaturen zu verhindern, so lange mit einem gashaltigen elementaren Sauerstoff in innigen Kontakt bringt, bis sich das Destillat in eine pechartige Substanz verwandelt hat,die beim Karbonisieren bei Temperaturen über etwa 800⁰C isotropen Kohlenstoff ergibt. Vorzugsweise werden mindestens etwa 14j2 dm an elementarem Sauerstoff mit etwa 454 g des Destillats umgesetzt, um dieses in die erwünschte pechartige Substanz umzuwandeln. Danach werden die niedersiedenden Bestandteile des oxydierten Destillats abgedampft, und man erhält einen Rückstand ^lmit einem Verkokungswert von wenigstens 75 #· Dieser Rückstand wird unter Druck in die gewünschte Form gepreßt und anschließend in einer inerten Atmosphäre bei Temperaturen von über etwa 800 C karbonisiert, um ihn in isotropen Kohlenstoff umzuwandeln.

Für das erfindungsgemäße Verfahren können sowohl Kohlenteerdestillate als auch Petroldestillate verwendet werden. An Zohlenteerdestillaten v/erden die destillierten Öle bevorzugt, deren Siedepunkt zwischen etwa 200 und 400⁰C liegt; dazu gehören meistens die sogenannten leichten, mittleren und schweren Teerölfraktionen. Derartige Fraktionen sind aus vielen Quellen im Handel erhältlich. Die physikalischen Eigenschaften eines erfindungsgemäß verwendbaren typischen Kohlenteerdestillats in seinem ursprünglichen, unoxydierten Zustand und im oxydierten Zustand sind in der folgenden Tabelle I aufgeführt:

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* unter Normalbedingungen - 6 -

- 6	I
Tabelle	Kohlenteer- destillat
Physikalische Eigenschaften
Erweichungspunkt (Ring & Ball)	Spuren
Benzolunlösliches Material	Spuren
Chinolinunlösliohes Material	2 - 5 %
Conradson CV."
Destillation (ASTM-Test D246)	200⁰C
Siedebeginn
Kumulative Destillatmenge	KJ /O
bis 210^QC
bis 235°G ·	12₅6 %
bis 270⁰C	■36,3 %
bis 315^OC	80,2 %
bis 355°C	19,2 %
Rückstand über 355 C

Oxydiertes Kohlente erdestill at

80 - 120°C
20,0 - 40,0 Gew.-% 0,3 - 0,5 Gew.-?o .30 - 50 Gew. -90

3,3 %
38,2·^ .

55,0 - 70,0 %

Elementaranalyse Kohlenstoff Wasserstoff Sauerstoff Schwefel Stickstoff

89,0-94,0 Gew.-^ 90,0-92,0

4,0-7,0 Gew.-5o 4,0- 5,0 Gew.

1,0- 2,0 Gew.-# 2,0-4,0 Gew.

0,2- 0,8 Gew.-^ 0,2- 0,6 Gew.

1,0- 2,5 Gew.-°J> 1,0- 1,5 Gew.

Als Petroldestillate v/erden erfindungsgemäß vorzugsweise
"Straight-run"-Destillate mit einem Siedepunkt zwischen etwa und 600⁰C und katalytisch gekrackte Rückführungsöle mit einem Siedepunkt zwischen etwa 200 und 500°C verwendet. Solche

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Destillate sind aus zahlreichen Quellen im Handel erhältlich. Die physikalischen Eigenschaften eines typischen erfindungsgemäßen Petroldestillats in seinem ursprünglichen, nicht oxydierten Zustand und im oxydierten Zustand sind in der folgenden Tabelle II aufgeführt:

Tabelle II

Physikalische Eigenschaften -Petroldestillat Oxydiertes

' Petroldestillat

Fließpunkt - 73°C

Destillatiohsbereich
(ASTM-Test D246)

Siedebeginn* * 267°C ■ 283°C Kumulative Destillatmenge

bis 270⁰C 1,3 %

bis 300⁰C 31,3 % 8,1 %

bis 315 C 47,3 % 19,2 #

bis 355°O 78,9 % 30,3 #

bis 375°C 87,5 # 44,6 #

Für das erfindungsgemäße innige In-Kontakt-Bringen des flüssigen Kohlenwasserstoffdestillats mit einem sauerstoffhaltigen Gas wird Luft bevorzugt.

Ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung scheint die Schwellenmenge an elementarem Sauerstoff zu sein,die sich mit dem Kohlenwasserstoffdestillat verbindet, um die pechartige Substanz, zu bilden, die danach in isotropen Kohlenstoff umgewandelt wird. Es wurde gefunden, daß wenigstens etwa 14,2 N dnr oder mehr an elementarem Sauerstoff mit jeweils etwa 454 g des Kohlenwasserstoff des tillats in der Kontaktreaktion umgesetzt werden

* ^{Initial Boilin}« ^Poin13 6Wl 5 / 0 9 1 G - 8 -

sollten,um eine pechartige Substanz herzustellen, die ein zufriedenstellender Vorläufer des isotropen Kohlenstoffs ist. Wenn man weniger als etwa 14,2 (dm Sauerstoff pro 454 g Kohlenwasserstoffdestillat umsetzt, erhält man ein Produkt, welches bei der anschließenden Karbonisierung anisotropen Kohlenstoff ergibt. Wenn man dagegen 454 g Kohlenwasserstoffdestillat mit etwa 14,2 N dm oder mehr an elementarem Sauerstoff umsetzt, erhält man aus dem Produkt bei der anschließenden Karbonisierung isotropen Kohlenstoff. Der Verbrauch an elementarem Sauerstoff kann leicht gemessen werden, indem man die Differenz zwischen der in das Kohlenwasserstoffdestillat eingeführten Menge an elementarem Sauerstoff und der Menge an elementarem Sauerstoff , die das Kohlenwasserstoffdestillat während der Reaktion des sauerstoffhaltigen Gases mit dem Destillat verläßt, ermittelt.

Bsi einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung -wird Luft gleichmäßig in dem Kohlenwasserstoffdestillat dispergiert, indem sie bei !Temperaturen von etwa 250 - 420⁰C, vorzugsweise etwa 350 - 370 C, in das Destillat eingeblasen wird. In dem bevorzugten Temperaturbereich ist die Reaktionsgeschwindigkeit des elementaren Sauerstoffs mit dem Kohlenwasserstoffdestillat so hoch, daß die Konzentration des restlichen Sauerstoffs in den aus dem Kohlenwasserstoffdestillat austretenden Gasen unterhalb der unteren Explosionsgrenze der austretenden Gase , die mit Kohlenwasserstoffdämpfen gesättigt sind, gehalten werden kann. Um die Verdampfung der Kohlenwasserstoffdestillate bei diesen Temperaturen zu unterdrücken,sollte das Einblasen der Luft unter Druck, vorzugsweise bei einem Druck von etwa

5,6-7 kg/cm , durchgeführt v/erden. Die Luft sollte in dem gesamten Kohlenwasserstoffdestillat fein und innig dispergiert sein, um eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit des elementaren Sauerstoffs in der Luft mit dem Kohlenwasserstoffdestillat zu erreichen. ~

Während des erfindungsgemäßen innigen Kontakts der Luft mit

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dem Kohlenwasserstoffdestillat verändert sich das flüssige Kohlenwasserstoffdestillat von einer ölartigen Flüssigkeit in eine pechartige Substanz. Die pechartige Substanz besitzt physikalische Eigenschaften, die sie zu einem guten Vorläufer von isotropem Kohlenstoff machen. Typische Eigenschaften der pechartigen Substanz und der oxydierten Kohlenwasserstoffdestillate sind in den beiden obenstehenden Tabellen 1 und II angegeben.

Es ist nicht bekannt, auf welche Art und Weise sich das flüssige Kohlenwasserstoffdestillat in eine pechartige Substanz umwandelt. Es iri_rd jedoch vermutet, daß der Sauerstoff die Bildung von freien Radikalen aus den Kohlenwasserstoffmolekülen, aus denen sich das Destillat zusammensetzt, verursacht, und daß sich diese dann schnell wieder vereinigen und das Molekulargewicht des Destillats erhöhen. Der größte Teil des Sauerstoffs, der mit dem Destillat umgesetzt wird, entweicht anschließend in den ausströmenden Gasen als Wasserdampf; ein Teil des Sauerstoffs verbleibt jedoch in der pechartigen Substanz mit hohem Molekulargewicht.

Das oxydierte Destillat umfaßt einen Anteil an relativ niedersiedenden ursprünglichen Bestandteilen. Diese niedersiedenden Bestandteile müssen aus dein oxydierten Destillat entfernt werden, um dessen Flüchtigkeit zu verringern und damit die Wahrscheinlichkeit, daß sich während der Karbonisierung eine sehr poröse Struktur bildet, so niedrig wie möglich zu halten.

Zur Entfernung der niedersiedenden Bestandteile aus der pechartigen Substanz können verschiedene, dem Fachmann gut bekannte Verfahren angewendet werden. Es können zum Beispiel Vakuumdestillationsverfahren angewendet v/erden, bei denen die pechartige Substanz in einen üblichen Destillierturm gegeben wird, welcher innen mit mehreren herkömmlichen Glockenboden, einer Vorrichtung zur Erhitzung der pechartigen Substanz

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und einer Vorrichtung zur Erzeugung eines Vakuums ausgestattet ist. Es können aber auch Vakuumverdampfungsverfahren angewendet werden, bei denen die pechartige Substanz in einen Vakuumverdampfer gegeben wird. In dem Verdampfungsgerät wird ein Vakuum von etwa 5 Torr hergestellt, und die pechartige Substanz wird nach und nach auf eine Temperatur von etwa 300 C erhitzt und etwa eine Stunde lang auf dieser Temperatur gehalten. Die pechartige Substanz darf bei beiden Verfahren auf keinen Fall überhitzt werden, um ein Verkoken zu vermeiden. Die pechartige Substanz wird von flüchtigen Stoffen befreit, bis ein Rückstand mit einem Mindestverkokungswert von etwa 75 % erhalten wird, wie er nach dem ASIM-Sest D-2416-68 bestimmbar ist.

Wahlweise können auch Extraktionsverfahren angewendet v/erden, um die niedersiedenden Bestandteile aus der pechartigen Substanz zu entfernen. Dabei können Lösungsmittel, wie Benzol, verwendet werden, um. die niedersiedenden Bestandteile aufzulösen.

Nachdem man die niedersiedenden Bestandteile aus der pechartigen Substanz entfernt hat, erhält man einen Rückstand, der etwa 40 Gew.-^ des Gesamtgewichts des ursprünglich in das Verdampfungsgerät eingeführten oxydierten Destillats ausmacht. Der Rest des ursprünglichen oxydierten Destillats, der abgedampft worden ist, kann rückgeführt und nochmals mit einem säuerst off haltigen Gas durchgeblasen und nochmals in der oben beschriebenen Weise behandelt werden.

Der Rückstand kann dann in jede gewünschte Form gepreßt werden. Vorzugsweise wird er in einer heißen Presse bei erhöhten Temperaturen von etwa 240⁰C und bei einem Druck von etwa 700 kg/cm formgepreßt. Das auf diese Weise geformte Produkt ist spröde und brüchig.

Der geformte Rückstand wird nun karbonisiert» indem man ihn in einer inerten Atmosphäre nach und nach auf wenigstens 800°C erhitzt und"etwa eine Stunde auf dieser Temperatur hält, bis

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mm I J ·»

sich isotroper Kohlenstoff gebildet hat. Zum Karbonisieren des geformten Rückstandes kann ein herkömmlicher Ofen oder Schachtofen verwendet v/erden, der eine Vorrichtung zum Spülen des Ofens mit einem inerten Gas, wie Stickstoff oder Argon, besitzt.

Das erfindungsgemäß hergestellte Kohlenstoffprodukt besteht aus isotropem turbostratischem Kohlenstoff, der gegen Graphitbildung beständig ist. Man kann jedoch erreichen, daß der isotrope Kohlenstoff teilweise zu Graphit wird,indem man ihn einer Hitzebehandlung bei Temperaturen von etwa 2500 bis 300Ö°G aussetzt. Es wird angenommen, daß die Graphitierung durch die Anwesenheit einer hohen Konzentration von Gitterstörstellen im Kohlenstoff verhindert wird, welche sich infolge der Polymerisation und Kondensation des Kohlenwasserstoffdestillats - die durch den während der Umwandlung dos Destillats in die pechartige Substanz verbrauchten Sauerstoff ausgelöst wurden entwickeln·

Die folgenden Beispiele dienen zur näheren Erläuterung der vorliegenden Erfindung.

Beispiel 1

I55O S Kohlenteerdestillat (Kreosotöl) wurden in ein geschlossenes Reaktionsgefäß gegeben, auf eine Temperatur von 3"16⁰C erhitzt und oxydiert bzw. 4- Stunden lang bei erhöhtem Druck von 6,02 atü mit Luft durchgeblasen, während die Temperatur auf 3I6 G gehalten wurde. Die Luft wurde als feine Dispersion in das Kohlenteerdestillat eingeführt, und zwar am Boden des ■Reaktionsgefäßes und mit einer Geschwindigkeit von etwa 37 »4- dnrVkg/Std. Aufgrund der Sauerstoffdifferenz' wurde errechnet, daß pro Kilogramm Kohlenteerdestillat 4-2 g an elementarem Sauerstoff verbraucht worden waren. Das mit Luft durchgeblasene Destillat hatte gemäß dem ASTM-Testverfahren D246 den folgenden Destillationsbereich:

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	2320580
231⁰C
4,8 °/o
12,3 %
16,5 %
53,6 °/o

Siedebeginri

Kumulative Destillatmenge

bis 27O⁰C -' bis 30O⁰C bis 315⁰O bis 355°C

Es wurde eine Probe des mit Luft durchgeblasenen Destillats aus dem Reaktionsgefäß entnommen und jeweils die gleiche Menge in verschiedene Glasschalen verteilt. Die Schalen wurden in ein geschlossenes Gefäß gegeben, das innen mit einer elektrischen Heizvorrichtung und einer Vorrichtung zur Erzeugung eines Vakuums ausgestattet war.

In dem Gefäß wurde ein Vakuum von 5 Torr erzeugt,und die Proben in den Schalen wurden nach und nach auf 30O⁰C erhitzt und eine Stunde auf dieser Temperatur gehalten. Die Proben wurden auf Zimmertemperatur, abgekühlt und das Vakuum aufgehoben. Der durch diese Destillation entstandene Rückstand wurde aus dem Gefäß entfernt, und man erhielt 43 Gew.-# der ursprünglich in das Gefäß gegebenen Proben. Der Rückstand hatte einen Verkokungswert von 86 Gew.-^, was gemäß dem ASTM-Testverfahren D-2416-68 ermittelt wurde.

Der Rückstand wurde aus den Glasschalen entfernt"und in einer herkömmlichen Presse bei einem Druck von 700 kg/cm in runde Scheiben von etwa 22,2 mm Durchmesser und 6,35 ώDicke gepreßt und etwa 30 Minuten lang unter diesem Druck gehalten. Die geformten Gegenstände wurden auf eine feuerfeste Scheibe gegeben und in einen herkömmlichen elektrischen Ofen gestellt. Der Ofen wurde mit Stickstoffgas gespült, und die geformten Gegenstände wurden in dem Ofen karbonisiert, indem man sie nac-h und nach bei einer Geschwindigkeit von 3° pro Minute auf 1000⁰C erhitzte und etwa eine Stunde lang auf dieser Tem-

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peratur hielt. Die inerte Stickstoffatmosphäre im Ofen wurde während dieser ganzen Zeit aufrechterhalten. Die karbonisierten geformten Gegenstände hatten die folgenden physikalischen Eigenschaften:

Dichte:	■1.5	g/cnr
Porosität:	26 J	Si
Druckfestigkeit:	910	kg/cm
Wärmeausdehnungskoeffizient:	2,5	- 30 χ

" /⁰

Ein Teil der geformten Gegenstände wurde unter einem metallographischen Mikroskop mit 800-facher Vergrößerung unter.Verwendung von reflektiertem polarisierten Licht und gekreuzten Nicoischen Prismen untersucht. Die Probe wurde als isotroper Kohlenstoff identifiziert, da die Intensität des reflektierten polarisierten Lichts sich nicht veränderte, als die Probe senkrecht zur Beobachtungsachse gedreht wurde.

Beispiel 2

Eine Probe der pechartigen Substanz wie in Beispiel 1 wurde in Glasschalen und dann in das in Beispiel 1 beschriebene geschlossene Gefäß zum Destillieren gegeben. Es wurde ein

Vakuum von 5 Torr erzeugt, und die Probe wurde auf eine Temperatur von 500⁰G erhitzt und etwa 20 Hinuten auf dieser Temperatur gehalten. Die Probe wurde dann auf Zimmertemperatur abgekühlt und das Vakuum in dem Gefäß aufgehoben. Man erhielt etwa 80 % der Probe, bezogen auf die Gesamtmenge der ursprünglich in das Destillationsgefäß gegebenen pechartigen Substanz. Der Verkokungswert der Probe betrug 60 #, wie mit dem ASTM-Testverfahren D-2416-68 festgestellt wurde.

Der Rückstand wurde in derselben V/eise wie in Beispiel 1 geformt und karbonisiert. Das karbonisierte, geformte Produkt

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war makroporös und vollständig deformiert und daher nicht als geformter Gegenstand verwendbar.

Obwohl die erfindungsgemäß hergestellten geformten Gegenstände nur aus einer einzigen Komponente, nämlich Kohlenwasserstoffdestillaten, bestehen, wird der Fachmann wissen, daß man gegebenenfalls vor dem Formen oder Pressen verschiedene Füllstoffe unter die oxydierten Kohlemfasse'rstoffdestillate mischen kann, um geformte Gegenstände mit anderen Eigenschaften zu erhalten. So kann man zum Beispiel dem oxydierten Kohlenwasserstoff destillat Graphit in dem gewünschten Gewichtsverhältnis beimischen, bevor es erfindungsgemäß geformt und karbonisiert wird, um einen geformten Gegenstand mit einem niedrigeren elektrischen Widerstand zu erhalten.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte geformte Gegenstände können für viele verschiedene Zwecke verwendet v/erden. Sie können zum Beispiel in der RaumfahrtIndustrie Verwendung finden, da sie einen hohen Schmelzpunkt, eine hohe Beständigkeit über einen weiten Temperaturbereich, eine ausgezeichnete ■Beständigkeit gegenüber thermischen und mechanischen Schockeinwirkungen, eine niedrige Dichte und eine ausgezeichnete chemische und mechanische Erosionsbeständigkeit besitzen. Spezielle Anwendungsgebiete der geformten Gegenstände in der Baumfahrtindustrie können zum Beispiel Düsen und dergleichen sein. Erfindungsgemäße geformte Gegenstände sind auch auf dem Gebiet der Anoden vielseitig verwendbar, da sie eine lange Lebensdauer und einen hohen Grad an Unlöslichkeit in geschmolzenen Metallen, eine hohe Reinheit und niedrige Überspannung besitzen. Die erfindungsgemäßen geformten Gegenstände sind außerdem als elektrische Bürsten und dergleichen verwendbar, da sie einen hohen elektrischen Widerstand besitzen, was für eine·funkenfreie Stromabnahme bei den meisten Höchspannungsmaschinen wichtig ist.

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Claims

Patentansprüche

1, Verfahren zur Herstellung eines geformten Gegenstandes aus isotropem Kohlenstoff aus einem flüssigen Kohlenwasserstoffdestillat, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Stufen umfaßt:

Gegebenenfalls a) Inniges In-Kontakt-Bringen des Destillats mit einem elementaren Sauerstoff enthaltenden Gas hei einer Temperatur von etwa 250 - 42O⁰C, bis das Destillat in eine pechartige Substanz umgewandelt worden ist, welche beim Karbonisieren isotropen Kohlenstoff ergibt;

b) Entfernen der niedersiedenden Bestandteile aus der pechartigen Substanz, um einen Rückstand mit einem Yerkokungswert von wenigstens etwa 75 % zu erhalten;

c) Formpressen dieses Rückstands; und

d) Karbonisieren des geformten Rückstands bei Temperaturen von mehr als

umzuwandeln.

von mehr als etwa 800°C, um ihn in isotropen Kohlenstoff
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

das Entfernen der niedersiedenden Bestandteile unter Vakuum und bei einer Temperatur von wenigstens etwa 250 C und nicht mehr als etwa 40O⁰G durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Entfernen der niedersiedenden Bestandteile durch Extraktion dieser Bestandteile mit einem Lösungsmittel durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß das Formen und das Karbonisieren gleichzeitig durchgeführt werden.

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5. Terfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das For führt wird.

daß das Formen unter Drücken von etwa 700 kg/cm durchge-

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