DE3545793A1 - Miteinander verbundene stuecke von kohlenstoffhaltigem material umfassender kohlenstoffgegenstand und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Miteinander verbundene stuecke von kohlenstoffhaltigem material umfassender kohlenstoffgegenstand und verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number
DE3545793A1
DE3545793A1 DE19853545793 DE3545793A DE3545793A1 DE 3545793 A1 DE3545793 A1 DE 3545793A1 DE 19853545793 DE19853545793 DE 19853545793 DE 3545793 A DE3545793 A DE 3545793A DE 3545793 A1 DE3545793 A1 DE 3545793A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
carbon
carbonaceous
pieces
less
temperature
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
Application number
DE19853545793
Other languages
English (en)
Other versions
DE3545793C2 (de
Inventor
Naohiro Iwaki Fukushima Murayama
Takashi Ono
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kureha Corp
Original Assignee
Kureha Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kureha Corp filed Critical Kureha Corp
Publication of DE3545793A1 publication Critical patent/DE3545793A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3545793C2 publication Critical patent/DE3545793C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B37/00—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating
    • C04B37/008—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating by means of an interlayer consisting of an organic adhesive, e.g. phenol resin or pitch
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B18/00—Layered products essentially comprising ceramics, e.g. refractory products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/52—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite
    • C04B35/536—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite based on expanded graphite or complexed graphite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B37/00—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating
    • C04B37/003—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating by means of an interlayer consisting of a combination of materials selected from glass, or ceramic material with metals, metal oxides or metal salts
    • C04B37/005—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating by means of an interlayer consisting of a combination of materials selected from glass, or ceramic material with metals, metal oxides or metal salts consisting of glass or ceramic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
    • C25B11/042—Electrodes formed of a single material
    • C25B11/043—Carbon, e.g. diamond or graphene
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/96—Carbon-based electrodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/02—Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/04—Ceramic interlayers
    • C04B2237/08—Non-oxidic interlayers
    • C04B2237/086—Carbon interlayers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/38—Fiber or whisker reinforced
    • C04B2237/385—Carbon or carbon composite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/70—Forming laminates or joined articles comprising layers of a specific, unusual thickness
    • C04B2237/708—Forming laminates or joined articles comprising layers of a specific, unusual thickness of one or more of the interlayers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/72—Forming laminates or joined articles comprising at least two interlayers directly next to each other
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/78—Side-way connecting, e.g. connecting two plates through their sides
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24942—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including components having same physical characteristic in differing degree
    • Y10T428/24992—Density or compression of components
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/30—Self-sustaining carbon mass or layer with impregnant or other layer

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Description

PATENTANWALT
München, 23.Dezember 1985
ANMELDER: Kureha Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha
9-11 Horidome-cho 1-chome, Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo, Japan
GEGENSTAND: Miteinander verbundene Stücke
von kohlenstoffhaltigem Material umfassender Kohlenstoffgegenstand und Verfahren zu dessen Herstellung
PRIORITÄT: Japan
280898/84
27.Dezember 1984
0I
Die Erfindung bezieht sich auf einen Kohlenstoffgegenstand, der aus kohlenstoffhaltigen Materialien hergestellt wird, und insbesondere auf einen Kohlenstoffgegenstand großer Größe, der durch Kalzinieren der wechselseitig verbundenen Stücke des kohlenstoffhaltigen Materials bzw. der kohlenstoffhaltigen Materialien hergestellt wird, und auf das Verfahren zum Verbinden der Stücke des kohlenstoffhaltigen Materials bzw. der kohlenstoffhaltigen Materialien.
Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen integrierten Kohlenstoffgegenstand von großer Größe mit einer scheinbaren Dichte von mehr als 1,01 g/cm , hergestellt durch Verbinden von Stücken von kohlenstoffhaltigern Material bzw. von kohlenstoffhaltigen Materialien gleicher oder verschiedener Qualität und einer oder mehrerer flexibler Graphitplatten, die zwischen jedem der Stücke des kohlenstoffhaltigen Materials bzw. der kohlenstoffhaltigen Materialien eingesetzt sind, mit einem Klebemittel, Kalzinieren des so verbundenen Materials bei einer Temperatur von nicht weniger als 800 0C, wodurch das so verbundene Material in einen Kohlenstoffgegenstand integriert wird, auf das Verfahren zu dessen Herstellung und auf das Verfahren zum Verbinden der Stücke des kohlenstoffhaltigen Materials bzw. der kohlenstoffhaltigen Materialien mit großer Größe.
In den> letzten Jahren wurden die Kohlenstoff gegenstände, die im wesentlichen aus kohlenstoffhaltigen Materialien, wie Kohlenstoffasern und Kohlenstoffpartikeln bestanden, auf verschiedenen industriellen Gebieten verwendet, wie als Elektroden für eine Brennstoffzelle und eine Elektrolyseeinrichtung, und mit der Entwicklung der Technologie und der Erhöhung der Anforderungen wurden die Forderungen nach Verbesserungen der Produktivität und ihrer physikalischen Eigenschaften immer mehr erhöht.
Obwohl die kohlenstoffhaltigen Materialien in den physikalischen Eigenschaften, z. B. der Korrosionsbeständigkeit, der elektrischen Leitfähigkeit, der mechanischen Festigkeit usw. als Material ausgezeichnet sind, wurden für eine noch effektivere Verwendung dieser ausgezeichneten physikalischen Eigenschaften die Untersuchungen und die Entwicklung eines Kohlenstoffgegenstandes, der durch Kalzinierung zusammengesetzter kohlenstoffhaltiger Materialien hergestellt wurde, die durch Verbinden von kohlenstoffhaltigen Materialien der gleichen Qualität oder von verschiedener Qualität erhalten wurden, fortgeführt.
Ein solcher Kohlenstoffgegenstand wurde bisher hergestellt, indem eine Vielzahl von kohlenstoffhaltigen Materialien miteinander mittels eines Klebemittels verklebt wurden und die so geklebten, zusammengesetzten kohlenstoffhaltigen Materialien kalziniert und carbonisiert wurden. Es gibt jedoch im Falle der Herstellung des zusammengesetzten kohlenstoffhaltigen Materials nach dem eben beschriebenen Verfahren Fälle, bei denen die kohlenstoffhaltigen Materialien, die einmal miteinander verklebt wurden, während der 'Kalzinierung an ihren verklebten Oberflächen voneinander abgetrennt werden, was auf den Unterschied zwischen dem Grad der Ausdehnung und der Kontraktion der kohlenstoffhaltigen Materialien und denen des Klebemittels zurückzuführen ist, und Fälle, in denen in dem so hergestellten Kohlenstoffgegenstand Risse gebildet wurden, was folglich häufig in der Verringerung der Produktionsausbeute resultierte. Zusätzlich wurden in den letzten Jahren aus strukturellen und funktioneilen Gesichtspunkten die Forderungen nach Lieferung von Kohlenstoffgegenständen mit relativ großer Größe und/oder mit komplizierter Form erhöht, und in diesen Fällen werden die Probleme der obengenannten Abtrennung (Abblättern) und die Rißbildung insbesondere in den Herstellungsstufen ernsthaft.
/ff
Wie festgestellt wurde, wurden die folgenden strengen Forderungen auf die Endprodukte (die Kohlenstoffgegenstände) gerichtet:
(1) Ein Abblättern der einmal verbundenen Stücke des kohlenstoffhaltigen Materials tritt nicht auf. (2) Risse werden in dem Endprodukt nicht gebildet. (3) Das Endprodukt behält die ausgezeichneten Eigenschaften, die ursprünglich das kohlenstoffhaltige Material selbst aufweist, wie mechanische Festigkeit und elektrische Eigenschaften. Die Herstellung des Endproduktes (der Kohlenstoff gegenstände) war mit vielen Schwierigkeiten begleitet.
In Betrachtung der obengenannten Situation wurden durch die Anmelderin Untersuchungen durchgeführt, um das Verfahren herauszufinden, bei dem Stücke kohlenstoffhaltiger Materialien miteinander verbunden werden, um die zusammengesetzten kohlenstoffhaltigen Materialien zu bilden, und als Ergebnis der Untersuchungen wurde gefunden, daß im Falle des Einsetzens flexibler Graphitplatten, die durch Kompression der expandierten Graphitpartikel erhalten wurden, zwischen jedem Stück der kohlenstoffhaltigen Materialien, Verbinden jedes der Stücke der kohlenstoffhaltigen Materialien und der flexiblen Graphitplatte mit einem Klebemittel und Kalzinieren des so verbundenen Materials der Kohlenstoffgegenstand mit den hervorragenden Eigenschaften, insbesondere für eine Elektrode, die in einer Brennstoffzelle oder in einer Elektrolyseeinrichtung verwendet wird, mit der gewünschten Produktivität hergestellt werden kann, wobei die flexible Graphitplatte als Pufferschicht der kohlenstoffhaltigen Materialien wirkt, die einen Unterschied im Grad der thermischen Expansion und der Kontraktion zwischen jedem der Stücke der kohlenstoffhaltigen Materialien haben, und auf der Grundlage dieser Entdeckung wurde die vorliegende Erfindung erreicht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines integrierten Kohlenstoffgegenstandes, insbesondere von großer Größe, zu schaffen, der die obengenannten Nachteile der herkömmlichen Technologie für die Herstellung der Kohlenstoffgegenstände nicht zeigt.
Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen integrierten Kohlenstoffgegenstand mit großer Größe und mit ausgezeichneten Eigenschaften zu schaffen, der durch das obengenannte Verfahren hergestellt wird.
Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein integrierter Kohlenstoffgegenstand von großer Größe mit einer scheinbaren Dichte von mehr als 1,01 g/cm geschaffen, der hergestellt wird, indem eine bzw. mehrere flexible Graphitplatten, hergestellt durch Kompression expandierter Graphitpartikel, zwischen jedem der Stücke der kohlenstoffhaltigen Materialien von gleicher oder unterschiedlicher Qualität eingesetzt werden, die Stücke der kohlenstoffhaltigen Materialien und die flexible(n) Graphit platte (n)mit einem Klebemittel verbunden werden und das so verbundene Material bei einer Temperatur von nicht weniger als 800 0C kalziniert wird, wodurch der integrierte Kohlenstoffgegenstand erhalten wird.
Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines integrierten Kohlenstoffgegenstandes von großer Größe mit einer scheinbaren D.
umfaßt:
baren Dichte von mehr als 1,01 g/cm geschaffen, welches
Einsetzen einer bzw. mehrerer flexibler Graphitplatten, hergestellt durch Kompression expandierter Graphitpartikel, zwischen jedem der Stücke der kohlenstoffhaltigen Materialien mit einer scheinbaren Dichte von mindestens 1 /01 g/cm im Falle ihrer Kalzinieruna kel einer Temperatur von nicht weniger als 800 0C, Verbinden der Stücke der kohlenstoffhaltigen Materialien und der flexible.(sn) Graphitpäatfce(n) mit einem Klebemittel und Kalzinieren des
so verbundenen Materials bei einer Temperatur von nicht weniger als 800 0C, wodur
gegenstand erhalten wird.
weniger als 800 0C, wodurch der integrierte Kohlenstoff-
Nach einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Verbinden von Stücken kohlenstoffhaltiger Materialien großer Größe geschaffen, welches das Einsetzen einer bzw. mehrerer flexibler Graphitplatten, hergestellt durch Kompression expandierter Graphitpartikel, zwischen jedem der Stücke kohlenstoffhaltiger Materialien mit einer scheinbaren Dichte von mindestens 1,01 g/cm im Falle ihrer Kalzinierung bei einer Temperatur von nicht weniger als 800 0C und das Verbinden der Stücke kohlenstoffhaltiger Materialien umfaßt, wodurch ein zusammengesetztes kohlenstoffhaltiges Material erhalten wird.
Die beigefügten Zeichnungen, Fig. 1(1) und Fig. 1(2) zeigen schematisch Ausführungsformen des Verbindens von zwei Stücken kohlenstoffhaltigen Materials und der flexiblen Graphitplatte, hergestellt in den Beispielen und dem Vergleichsbeispiel.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wurde gelöst, indem eine Vielzahl von Stücken eines kohlenstoffhaltigen Materials bzw. kohlenstoffhaltiger Materialien von großer Größe über eine bzw. mehrere flexible Graphitplatten dazwischen mittels eines Klebemittels verbunden werden, wobei die flexible Graphitplatte bzw. die flexiblen Graphitplatten durch Kompression expandierter Graphitpartikel erhalten wurde.
Der hierbei verwendete Begriff "große Größe" bedeutet, daß die Länge der längsten Seite des Stücks des kohlenstoffhaltigen Materials bzw. der kohlenstoffhaltigen Materialien, die als Ausgangsmaterial verwendet werden ,oder der Kohlenstoff gegenstände als Endprodukt nicht kleiner als 100 mm ist. Das erfindungsgemäße Verfahren ist ebenfalls auf ein als Ausgangsmaterial verwendetes
Stück von kohlenstoffhaltigem Material bzw. kohlenstoffhaltigen Materialien anwendbar, bei dem die Länge der längsten Seite kleiner als 100 mm ist.
Der erfindungsgemäße Kohlenstoffgegenstand großer Größe wird durch ein Verfahren hergestellt, das die folgenden Stufen umfaßt:
(1) Einsetzen einer bzw. mehrerer flexibler Graphitplatten, hergestellt durch Kompression expandierter Graphitpartikel, zwischen jedes der Stücke von kohlenstoffhaltigem Material bzw. kohlenstoffhaltigen Materialien gleicher oder unterschiedlicher Qualität,
(2) Verbinden der Stücke von kohlenstoffhaltigem Material bzw. kohlenstoffhaltigen Materialien und der (den) flexiblen Graphitplatte(n) über ein Klebemittel durch Auftrag eines Klebemittels auf die Oberflächen der flexiblen Graphitplatte und/oder die Oberfläche jedes der Stücke von kohlenstoffhaltigem Material bzw. kohlenstoffhaltigen Materialien, und
(3) Kalzinieren des so verbundenen Materials bei einer Temperatur von nicht weniger als 800 0C. Der so hergestellte Gegenstand wurde in einen völlig carbonisierten Körper mit einer scheinbaren Dichte von mehr als 1,01 g/cm integriert.
Die flexible Graphitplatte, die entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wurde durch Kompression der expandierten Graphitpartikel hergestellt, die erhalten werden durch (a) Behandeln der Graphitpartikel von nicht mehr als 5 mm Durchmesser mit einer Säure und (b) Erwärmen der so behandelten Graphitpartikel, und die so erhaltene Platte ist bevorzugt, die (1) eine Dicke von nicht mehr als 1 mm (2) eine scheinbare Dichte
3 —2
von 1,0 bis 1,5 g/cm , (3) nicht mehr als 0,35 χ 10 cm /kg
IS"
Kompressionsverformung (der Verformungsgrad unter Kom-
2
pressionsbelastung von 1 kg/cm ) und (4) eine bevorzugte Flexibilität, nicht zu zerbrechen, bis es auf einen Krümmungsradius von 10 mm gebogen ist, aufweist.
Als bevorzugtes Beispiel von handelsüblichen flexiblen Graphitplatten kann GRAFOIL ^, hergestellt von U. C. C, genannt werden.
Die Stücke des kohlenstoffhaltigen Materials, die entsprechend der vorliegenden Erfindung miteinander verbunden werden, können wechselseitig die gleichen oder in ihren physikalischen Eigenschaften verschieden sein.
Die Stücke des kohlenstoffhaltigen Materials bzw. der kohlenstoffhaltigen Materialien, die als Ausgangsmaterial für die erfindungsgemäßen Kohlenstoffgegenstände verwendet werden, haben eine scheinbare Dichte von mindestens 1,01 g/cm im Falle ihrer Kalzinierung bei einer Temperatür von nicht weniger als 800 C, und werden nachfolgend an Beispielen erläutert, sind jedoch nicht auf die unten gezeigten begrenzt.
Q) Stücke von kohlenstoffhaltigem Ausgangsmaterial, hergestellt durch Formen einer Mischung von Kohlenstof fmasse, wie Kohlenstoffasern, die bei einer Temperatur von nicht weniger als 800 0C kalziniert wurde, und eines Bindemittels, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Phenolharzen, Furanharzen und Epoxyharzen besteht.
Die hierbei verwendeten Kohlenstoffasern haben vorzugsweise 5 bis 30 pm Durchmesser und 0,05 bis 2 mm Länge. Falls die Länge der Kohlenstoffasern mehr als 2 mm beträgt, sind sie wechselseitig miteinander verwunden, um Haarknäuel zu bilden, wobei sich in den Stufen des Formens die Schwierigkeit ergibt, die gewünschte scheinbare Dichte, die gewünschte Vertei-
lung der Mikroporen und die Einheitlichkeit der physikalischen Eigenschaften zu erhalten. In dem Fall, in dem die Länge unter 0,05 mm liegt, ist es zusätzlich unmöglich, das kohlenstoffhaltige Material zu erhalten, das mit der nötigen mechanischen Festigkeit ausgestattet ist.
Der lineare Kontraktionsgrad beim Carbonisieren der Kohlenstoffaser bei einer Temperatur von 2000 0C liegt im Bereich von 0 bis 3,0 % und in dem Fall, in dem der lineare Kontraktionsgrad über 3,0 % liegt, besteht die Möglichkeit, daß ein solch großer linearer Kontraktionsgrad eine der Ursachen für die Entstehung der Abblätterung in der Kalzinierungsstufe wird.
Im Fall der Kalzinierung des so erhaltenen kohlenstoffhaltigen Ausgangsmaterials bei einer Temperatur von nicht weniger als 800 C beträgt die scheinbare Dichte des so kalzinierten Produktes nicht weniger als 1,01 g/cm .
(2) Stücke von kohlenstoffhaltigem Material, hergestellt durch Formen einer Mischung von Kohlenstoffmassen, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Kohlenstoffasern, Kohlenstoffpartikeln und oxidierten Pechpartikeln besteht, und eines oder mehrerer Bindemittel, ausgewählt aus der Gruppe, die aus z. B. Phenolharzen, Furanharzen, Epoxyharzen, Erdölpechen und Kohlepechen besteht und durch weiteres Kalzinieren der so geformten Mischung bei einer Temperatur von nicht weniger als 800 0C.
Die scheinbare Dichte des so erhaltenen Kohlenstoffmaterials ist nicht kleiner als 1,3 g/cm .
Graphitmaterial, hergestellt durch Formen einer Massemischung, die Graphitpartikel und/oder leicht zu graphitisierende Kohlenstoffpartikel umfaßt, mit einem leicht zu graphitisierenden Bindemittel, ζ. Β. Kohlepech und durch Kalzinierung der so geformten Mischung bei einer Temperatur von nicht weniger als 2000 0C.
Die scheinbare Dichte des so erhaltenen Graphitmaterials beträgt nicht weniger als 1,5 g/cm3.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung werden die obengenannten Stücke der kohlenstoffhaltigen Materialien in einer frei wählbaren Kombination von z. B. ^^ + ^^,
verwendet, es ist jedoch bei dieser Kombination eine unentbehrliche Bedingung, daß der lineare Kontraktionsgrad im Falle der Kalzinierung der kombinierten Stücke der kohlenstoffhaltigen Materialien bei 2000 0C nicht mehr als 3 % beträgt.
Als Klebemittel, das zum Kleben der obengenannten Stücke des kohlenstoffhaltigen Materials an die obengenannte flexible Graphitplatte verwendet wird, kann jedes Klebemittel geeignet sein, das gewöhnlich verwendet wird, um kohlenstoffhaltige Materialien miteinander zu verbinden, es ist jedoch besonders bevorzugt, das Klebemittel zu verwenden, das hergestellt wird, indem 40 bis 100 Gew.-Teile eines Phenolsharzes in 100 Gew.-Teile eines Lö-
go sungsmittels gelöst werden, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Methanol, Ethanol, Aceton und Methylethylketon besteht, oder ein anderes Klebemittel, das hergestellt wird, indem weiterhin 30 bis 100 Gew.-Teile von Kohlenstoffpartikeln mit nicht mehr als 200 um Durchmesser zu dem obengenannten Klebemittel zugegeben werden und dies gemischt wird. Obwohl die Dicke der Schicht des Klebemittels, das zwischen jedem der Stücke der kohlenstoffhaltigen Materialien und der flexiblen Graphitplatte
Ai
eingesetzt wird, nicht besonders eingeschränkt ist, ist eine Dicke von nicht mehr als 0,5 mm bevorzugt.
Zusätzlich kann das Verbinden der Stücke der kohlenstoffhaltigen Materialien und der flexiblen Graphitplatte(n) durch Pressen bei einer Temperatur von 100 bis 180 0C unter einem Druck von 0,5 bis 50 kg/cm2 während 5 bis 120 min durchgeführt werden.
Der nach der vorliegenden Erfindung erhaltene Kohlenstoffgegenstand zeigt die ausgezeichneten Eigenschaften, die die kohlenstoffhaltigen Materialien ursprünglich aufwiesen und bewirkt gleichzeitig weder eine Abblätterung noch eine Rißbildung auf den Oberflächen der gegenseitig verklebten kohlenstoffhaltigen Materialien bei ihrer Herstellung und kann in einer günstigen Produktionsausbeute hergestellt werden, wie es aus den Beispielen und Vergleichsbeispiele ersichtlich ist, da die flexible Graphitplatte, die zwischen jedem Stück der kohlenstoffhaltigen Materialien eingesetzt ist, als ein Puffer für die thermische Expansion oder Kontraktion der gegenseitigen kohlenstoffhaltigen Materialien bei der Stufe ihrer Wärmebehandlung wirkt. Diese durch die vorliegende Erfindung bewirkten hervorragenden Effekte werden durch den Vergleich mit dem Fall klar und deutlich, bei dem das Verbinden nur durch ein Klebemittel bewirkt wird.
Zusätzlich ist es durch die obengenannte Effizienz entsprechend der vorliegenden Erfindung möglich, Gegenstände QQ großer Größe herzustellen, z. B. solche von nicht weniger als etwa 100 mm Länge der längsten Seite und jene mit komplizierter Form, ohne irgendein Problem der Abblätterung und des Reißens der so hergestellten Gegenstände zu bewirken.
Die Form der Stücke der kohlenstoffhaltigen Materialien, die als Ausgangsmaterial der Kohlenstoffgegenstände entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet werden,
kann frei ausgewählt werden, soweit das Stück des kohlenstoffhaltigen Materials eine Oberfläche hat, die geklebt werden soll. Die Oberfläche des Stücks des kohlenstoffhaltigen Materials kann auch gebogen sein, wie die Seitenwand eines Zylinders und ähnliches, der geklebt werden soll.
Darüber hinaus ist die Form der Stücke der kohlenstoffhaltigen Materialien völlig frei wählbar, z. B. ein Streifen, eine Platte, eine Tafel, ein Würfel, eine Scheibe, ein Zylinder usw.
Die längste Seite des Stücks der kohlenstoffhaltigen Materialien mit einer Form der Scheibe, des Zylinders und ähnliches bedeutet einen Durchmesser ihrer runden Oberfläche (der Grundfläche), eine Höhe oder eine Dicke davon und vorzugsweise die Länge davon und beträgt nicht weniger als 100 mm.
Der erfindungsgemäße Kohlenstoffgegenstand wird vorzugsweise bei der Herstellung einer Elektrode für eine Brennstoffzelle oder eine Elektrolyseeinrichtung verwendet.
Die vorliegende Erfindung wird nun detaillierter unter Bezugnahme auf die folgenden nicht begrenzenden Beispiele und Vergleichsbeispiele erläutert.
Beispiel 1
Nach der Herstellung von drei Arten von quadratischen Platten von 150 mm Seitenlänge und 20 mm Dicke, die ^& * ^p und ^p benannt wurden, aus jeder der drei Argg ten der unten gezeigten kohlenstoffhaltigen Materialien, wurden sechs Arten von integrierten Kohlenstoffgegenständen nach der Art des Verbindens der zwei quadratischen Platten in den Kombinationen von ^^ + 1^^/ © + ©' (D + ®, © + (2), (2) + (3) und (3) + fi)
über eine flexible Graphitplatte (GRAFOILV>) unter Verwendung eines Klebemittels und Kalzinierunq der so verbundenen Materialien bei einer Temperatur von 2000 0C hergestellt. Die Anzahl jeder Art der so hergestellten Kohlenstof ^gegenstände war zehn, und die Resultate der Herstellung sind in Tabelle 1 gezeigt, und die Zahl der Artikel, die eine günstige Bindeeigenschaft zeigten, sind ebenfalls in Tabelle 1 gezeigt. Die Fig. 1(1) und (2) zeigen die so hergestellten Kohlenstoffartikel, und die Artikel, die in Fig. 1(1) gezeigt sind, haben eine geklebte Oberfläche von 150 mm χ 20 mm Größe und die Artikel, die in Fig. 1(2) gezeigt sind, haben eine geklebte Oberfläche von 150 mm χ 150 mm Größe.
Die in dem Beispiel 1 verwendeten drei Arten der kohlenstoffhaltigen Materialien, der flexiblen Graphitplatte und des Klebemittels waren wie folgt:
1) Kohlenstoffhaltiges Material:
^p Kohlenstoffhaltiges Ausgangsmaterial:
Nach dem Vermischen der kurzen Kohlenstofffasern (hergestellt von KUREHA KAGAKU KOGYO KABUSHIKI KAISHA, Warenname M-204S, 14 um durchschnittlicher Durchmesser und 400 um durchschnittliche Länge) und eines Phenolharzes (hergestellt von ASAHI-YUKIZAI Co., Ltd., Warenname RM-210, vom Resoltyp) in einem Gewichtsverhältnis von 70:30 wurde die Mischung in einer Metall-
QQ gießform bei einer Temperatur von 130 0C unter einem Preßdruck von 150 kg/cm2 20 min lang geformt, um das kohlenstoffhaltige Ausgangsmaterial herzustellen. Im Fall der Kalzinierung des so erhaltenen kohlenstoffhaltigen Ausgangsmaterials bei 850 0C betrug die scheinbare Dichte des so kalzinierten Produktes 1,05 g/cm3.
1)~(^ Kohlenstoffmaterial:
Nach Vermischen der oxidierten Pechpartikel (hergestellt von KUREHA KAGAKU KOGYO KABUSHIKI KAISHA, Warenname MH-P, 5 um durchschnittlicher Partikeldurchmesser), die vorher in einer Atmosphäre von gasförmigem Stickstoff bei 850 0C kalziniert wurde und Phenolharz (das gleiche wie in I)-(I) ) in einem Gewichtsverhältnis von 65:35 wurde die Mischung in einer Metallgießform bei einer Temperatur von 140 0C unter einem Preßdruck von 100 kg/cm2 30 min lang geformt, und das so geformte Material wurde in einem elektrischen Ofen auf 2000 0C bei einer Erhöhungsgeschwindigkeit von 50 °C/min erwärmt und dann 60 min lang bei dieser Temperatur kalziniert um das Kohlenstoffmaterial herzustellen. Die scheinbare Dichte des so erhaltenen Kohlenstoffmaterials betrug 1,6 g/cm3.
1)~CD Graphitmaterial:
Ein handelsübliches Graphitmaterial (hergestellt von TOYO Carbon Co., Ltd., Warenname A-280, scheinbare Dichte von 1,7 g/cm3).
2) Flexible Graphitplatte:
Handelsübliche flexible Graphitplatte (hergestellt von UCC unter dem registrierten Warennamen GRAFOILvS', 0,25 mm Dicke, 1,2 g/cm3 scheinbare Dichte, 3Q 0,1 χ 10~ cm2/kg Grad der Kompressionsverformung und 8 mm Krümmungsradius beim Bruch) wurde für diesen Zweck verwendet.
3) Klebemittel:
In 100 Gew.-Teilen Methylethylketon wurden
80 Gew.-Teile des in 1)-^^ genannten Phenolharzes bei Raumtemperatur gelöst, um das Klebemittel für diesen Zweck herzustellen.
4) Verbindungsbedingung:
Nach dem Auftragen des obengenannten Klebemittels aif jede der zu klebenden Oberflächen wurde von jedem der Stücke der obengenannten kohlenstoffhaltigen Materialien (Qr Q) und Q) jedes Paar der Stücke der kohlenstoffhaltigen Materialien und die flexible Graphit platte mit dem Kleber bei einer Temperatur von 130 0C unter einem Verbindungsdruck von 5 kg/cm2 während 30 min verbunden, und das so verbundene, zusammengesetzte Material wurde bei 2000 0C kalziniert um den erfindungsgemäßen Kohlenstoffgegenstand als Produkt zu erhalten.
Die Ergebnisse der Herstellung der Kohlenstoffartikel sind in Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle 1
Kombination des kohlenstoffhaltigen Materials
Ergebnis (verbundener Zustand) Oberfläche Oberfläche (150 mm χ 150 mm) (150 mm χ 20 mm)
gut* bei allen 10 Stücken
das gleiche wie oben
^as gleiche wie oben
das gleiche wie oben
das gleiche wie oben
das gleiche wie oben
gut bei allen 10 Stücken
das gleiche wie oben das gleiche wie oben das gleiche wie oben dar gleiche wie oben das gleiche wie oben
30 Bemerkung:
* "gut" bedeutet, daß weder Abblätterung noch irgendein Riß auf dem verbundenen Teil nach Kalzinierung bei 2000 0C mit bloßen Augen beobachtet wurde.
wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, wurde bestätigt, daß die zwei Stücke des kohlenstoffhaltigen Materials von gleicher oder unterschiedlicher Qualität unter den erfindungsgemäßen Verbindungsbedingungen durch Einsetzen
der flexiblen Graphitplatte zwischen den zwei Stücken des kohlenstoffhaltigen Materials vorteilhaft verbunden waren.
Vergleichsbeispiel
In der gleichen Weise wie in Beispiel 1, außer daß keine flexible Graphitplatte zwischen den zwei Stücken des kohlenstoffhaltigen Materials bzw. der kohlenstoffhaltigen Materialien eingesetzt wurde, wurde eine Reihe von zusammengesetzten kohlenstoffhaltigen Gegenständen hergestellt, wobei die Ergebnisse in Tabelle 2 gezeigt sind.
Tabelle 2
Kombination der kohlenstoffhaltigen Materialien
Ergebnis (Anzahl der Gegenstände mit gutem Verbindungszustand von 10 Stükken des Produkts)
Oberfläche
(150 mm χ 150 mm)		 Oberflache
(150 mm χ 20 mm)
5 Stücke 8 Stücke
0 0
0 0
0 0
Wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist, wurden in den Fällen, in denen keine flexible Graphitplatte zwischen den zwei Stücken der kohlenstoffhaltigen Materialien verwendet wurde, die Gegenstände mit dem guten Verbindungszustand nahezu erhalten, wenn beide kohlenstoffhaltigen Materialien, die vorher zusammen das Harz als Bindemittel darin enthielten, verbunden wurden, aber die Gegenstände, in denen jedes der zwei Stücke der kohlenstoffhaltigen Materialien das Harz als Bindemittel nicht enthielt, zeigten in allen Fällen Defekte.
Beispiel 2
In der gleichen Weise wie in Beispiel 1, außer der Verwendung der Stücke der kohlenstoffhaltigen Materialien, die nur in ihrer Abmessung unterschiedlich waren (in Tabelle 3 gezeigt), wurden Kohlenstoffgegenstände nach einer Art und Weise hergestellt, indem die Oberfläche mit der größten Dimension wie es in Fig. l-(2) gezeigt ist, zusammengeklebt wurden, wobei die Ergebnisse in Tabelle gezeigt sind.
+ (D Tabelle 3 300 mm2 500 mm2 700 mm2
+ (2) Ergebnisse
mit guter		 100 % 100 % 100 %
Kombination
der kohlen		 + (3) (Prozentsatz der Gegenstände
Verbindungseigenschaft (%))		 100 % 100 % 90 %
stoffhalti
gen Materia
lien		 + (2) Abmessung der geklebten Oberfläche des
kohlenstoffhaltigen Materials		 100 % 100 % 90 %
+ (3) 150 mm2 100 % 90 % 70 %
(1) + (3) 100 % 100 % 90 % 70 %
(1) 100 % 100 % 90 % 70 %
(1) 100 %
(2) 100 %
(2) 100 %
(3) 100 %
Wie aus Tabelle 3 ersichtlich ist, wird der Prozentsatz des Auftretens von Gegenständen mit günstiger Verbindungseigenschaft geringer so wie sich die Abmessung der kohlenstoffhaltigen Materialien vergrößert. Im Vergleich mit dem Fall der Vergleichsbeispiele, bei denen eine flexible Graphitplatte nicht verwendet wurde, war jedoch der Prozentsatz des Auftretens von Gegenständen mit vorteilhaften Verbindungseigenschaften gleich 70 %, sogar in den Fällen, in denen die Größe der Stücke des kohlenstoffhaltigen Materials 700 mm2 betrug.

Claims (14)

Kureha Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha K 22 984 9-11 Horidome-cho 1-chome, Nihonbashi Chuo-ku, Tokyo, Japan Miteinander verbundene Stücke von kohlenstoffhaltigem Material umfassender Kohlenstoffgegenstand und Verfahren zu dessen Herstellung iPatentansprüche\
1. Integrierter dichter Kohlenstoffgegenstand großer Größe, mit einer scheinbaren Dichte von mehr als 1,01 g/cm3, dadurch ^ekemzeichnet, daß er hergestellt wird, indem eine bzw. mehrere flexible Graphitplatten, hergestellt durch Kompressieren expandierter Graphitpartikel, zwischen jedem der Stücke von kohlenstoffhaltigem Material bzw. von kohlenstoffhaltigen Materialien gleicher oder unterschiedlicher Qualität eingesetzt werden, die Stücke des kohlenstoffhaltigen Materials bzw. der kohlenstoffhaltigen Materialien und die flexible (n) Graphitplatte(n) mit einem Klebemittel verbunden werden und das so verbundene Material bei einer Temperatur von nicht weniger als 8000C kalziniert wird, wodurch der integrierte Kohlenstoffgegenstand erhalten wird.
Integrierter Kohlenstoffgegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der lineare Kontraktionsgrad bei einer Kalcinierung bei 2000 C nicht mehr als % beträgt und die Länge seiner längsten Seite nicht kleiner als 100 mm ist.
3. Integrierter Kohlenstoffgegenstand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,daß das Stück des kohlenstoffhalticren Materials bzw. der kohlenstoffhaltigen Materialien aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus:
(1) Stücke von kohlenstoffhaltigem Material bzw. kohlenstoffhaltigen Materialien, hergestellt durch Formen einer Kohlenstoffmasse, kalziniert bei einer Temperatur von nicht weniger als 800 C, und eines Binders und nach Kalzinierung des so erhaltenen kohlenstoffhaltigen Ausgangsmaterials bei einer Temperatur von nicht weniger als 800 0C beträgt die scheinbare Dichte des so kalzinierten Produktes nicht weniger als 1,01 g/cm ,
(2) Stücke von kohlenstoffhaltigem Material bzw. kohlenstoffhaltigen Materialien, hergestellt durch Formen einer Kohlenstoffmasse und eines Bindemittels und weiteres Kalzinieren des so geformten Materials bei einer Temperatur von nicht weniger als 800 0C, wobei die scheinbare Dichte des so erhaltenen Kohlenstoffmaterials nicht kleiner als 30
1,3 g/cm ist, und
(3) Graphitmaterial, hergestellt durch Formen einer Masse von Graphitpartikeln und/oder leicht zu graphitisierenden Kohlenstoffpartikeln und eines Bindemittels und weiteres Kalzinieren des so geformten Materials bei einer Temperatur von nicht weniger als 2000 C, wobei die scheinbare Dichte des so erhaltenen Graphitmaterials nicht kleiner als 1,5 g/cm ist.
4. Integrierter Kohlenstoffgegenstand nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenstoffmasse, die bei einer Temperatur von nicht weniger als 800 C calciniert wird, eine Kohlenstoffaser ist.
5. Integrierter Kohlenstoffgegenstand nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenstoffmasse aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Kohlenstoffasern, Kohlenstoffpartikeln, oxidierten Pechpartikeln und Mischungen davon besteht.
6. Integrierter Kohlenstoffgegenstand nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Phenolharzen, Furanharzen, Epoxyharzen, Erdölpech, Kohlepech und Mischungen davon besteht.
7. Integrierte Kohlenstoff gegenstände nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Grapnitplatte hergestellt wird, indem Graphitpartikel mit einem Partikeldurchmesser von nicht mehr als 5 mm mit Säure behandelt werden, die so behandelten Graphitpartikel weiter erwärmt werden, wodurch sie expandieren, und die so expandierten Graphitpartikel kompressiert werden und die Platte eine Dicke von nicht mehr als 1 mm, eine scheinbare Dichte von 1,0 bis 1,5 g/cm , einen Verformungs-
grad durch Kompression von nicht mehr als 0,35 χ 10
2
cm /kg und eine solche Flexibilität hat, daß die flexible Graphitplatte in dem Fall nicht bricht, in dein sie auf einen Krümmungsradius von 10 mm gebogen ist.
8. Integrierter Kohlenstoffgegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Klebemittel eine Lösung ist, die hergestellt wird, indem 40 bis 100 Gew.-Teile eines Phenolharzes in 100 Gew.-Teilen eines Lösungsmittels gelöst werden, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Methanol, Ethanol, Aceton und Methylethylketon ausgewählt ist, oder eine Mischung, die durch
weitere Zugabe von 30 bis 100 Gew.-Teilen von Kohlenstoffpartikeln von nicht mehr als 200 um Durchmesser zu dieser Lösung hergestellt wird und daß die Dicke der Schi sht des Klebemittels in dem verbundenen Material nicht mehr als 0,5 mm beträgt.
9. Verfahren zur Herstellung eines integrierten Kohlenstoffgegenstandes großer Größe mit einer scheinbaren Dichte von mehr als 1,01 g/cm , gekennzeichnet durch die Stufen: Einsetzen einer bzw. mehrerer flexibler Graphitplatten, hergestellt durch Kompressieren expandierter Graphitpartikel, zwischen jedem der Stücke des kohlenstoffhaltigen Materials bzw. der kohlenstoffhaltigen Materialien von gleicher oder unterschiedlicher Qualität, Verbinden der Stücke des kohlenstoffhaltigen Materials bzw. der kohlenstoffhaltigen Materialien und der flexiblen Graphitplatte(n) über ein Klebemittel und Kalzinieren des so verbundenen Materials bei einer Temperatur von nicht weniger als 800 0C, wodurch der integrierte Kohlenstoffgegenstand erhalten wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Stück des kohlenstoffhaltigen Materials bzw. der kohlenstoffhaltigen Materialien aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus
(1) Stücken von kohlenstoffhaltigem Ausgangsmaterial bzw. kohlenstoffhaltigen Ausgangsmaterialien, hergestellt durch Formen einer Kohlenstoffmasse, calciniert bei einer Temperatur von nicht weniger als 800 C und eines Binders, wobei nach Kalzinierung des so erhaltenen kohlenstoffhaltigen Ausgangsmaterials bei einer Temperatur von nicht weniger als 800 0C die scheinbare Dichte des kalzinierten Produktes nicht weniger als 1,01 g/cm beträgt,
(2) Stücken von kohlenstoffhaltigen Material bzw. kohlenstoffhaltigen Materialien, hergestellt durch Formen einer Kohlenstoffmasse und eines Bindemittels und weitere Kalzinierunq des so geformten Materials bei einer Temperatur von nicht weniger als 800 0C, wobei die scheinbare Dichte des so erhaltenen Kohlenstoffmaterials nicht weniger als 1,3 g/cm beträgt, und
(3) Graphitmaterial, hergestellt durch Formen einer Masse von Graphitpartikeln und/oder leicht zu graphitisierenden Kohlenstoffpartikeln und eines Bindemittels und weiteres Kalzinieren des so geformten Materials bei einer Temperatur von nicht
!5 weniger als 2000 0C, wobei die scheinbare Dichte des so erhaltenen Graphitmaterials nicht weniger als 1,5 g/cm beträgt.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Länge der längsten Seite der Stücke des kohlenstoffhaltigen Materials bzw. der kohlenstoffhaltigen Materialien vor der Calcinierung nicht kleiner als 100 mm ist und der lineare Kontraktionsgrad des Stücks der kohlenstoffhaltigen Materialien nicht mehr als 3 % beträgt, wenn es bei einer Temperatur von 2000 C calciniert wurde.
12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stücke des kohlenstoffhaltigen Materials bzw. der kohlenstoffhaltigen Materialien und die flexible(n) Graphitplatte(n) verbunden werden, indem sie bei einer Temperatur von 100 bis 180 0C unter einem Druck von 0,5 bis 50 kg/cm2 während 5 bis 120 min gepreßt werden.
13. Verfahren zum Verbinden von Stücken von kohlenstoffhaltigem Material bzw. kohlenstoffhaltigen Materialien großer Größe und gleicher oder unterschiedlicher Qualität, gekennzeichnet durch das Einsetzen einer bzw.mehrerer flexib
—tiler Graphitplatten, hergestellt durch Kompressieren expandierter Graphitpartikel, zwischen jedes der Stücke des kohlenstoffhaltigen Materials bzw. der kohlenstoffhaltigen Materialien und Verbinden der Stücke des kohlenstoffhaltigen Materials bzw. der kohlenstoffhaltigen Materialien und der flexiblen Graphitplatte(n) über ein Klebemittel bei einer Temperatur von 100 bis 0C unter e
bis 120 min.
0C unter einem Druck von 0,5 bis 50 kg/cm während
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Stück des kohlenstoffhaltigen Materials bzw. der kohlenstoffhaltigen Materialien aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus:
(1) Stücke von kohlenstoffhaltigem Ausgangsmaterial bzw. kohlenstoffhaltigen Ausgangsmaterialien, hergestellt durch Formen einer Kohlenstoffmasse, kalziniert bei einer Temperatur von nicht weniger
als 800 0C, und eines Bindemittels, wobei nach Kalzinierung des so erhaltenen kohlenstoffhaltigen Ausgangsmaterials bei einer Temperatur von nicht
weniger als 800 0C die scheinbare Dichte des so kalzinierten Produktes nicht weniger als 1,01 g/cm beträgt,
(2) Stücken von Kohlenstoffmaterial (ien), hergestellt durch Formen einer Kohlenstoffmasse und eines Bindemittels und weitere Kalzinierung des so geformten Materials bei einer Temperatur von nicht weniger als 800 C, wobei die scheinbare Dichte des so erhaltenen Kohlenstoffmaterials nicht weniger als 1,3 g/cm beträgt, und
(3) Graphitmaterial, hergestellt durch Formen einer Masse von Graphitpartikeln und/oder leicht zu graphitisierenden Kohlenstoffpartikeln und eines Bindemittels und weitere Kalzinierung des so ge-
formten Materials bei einer Temperatur von nicht weniger als 2000 C, wobei die scheinbare Dichte des so erhaltenen Graphitmaterials nicht weniger als 1,5 g/cm beträgt.
DE19853545793 1984-12-27 1985-12-23 Miteinander verbundene stuecke von kohlenstoffhaltigem material umfassender kohlenstoffgegenstand und verfahren zu dessen herstellung Granted DE3545793A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59280898A JPS61155260A (ja) 1984-12-27 1984-12-27 炭素材同士を接合した炭素製品の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3545793A1 true DE3545793A1 (de) 1986-07-10
DE3545793C2 DE3545793C2 (de) 1988-10-06

Family

ID=17631479

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19853545793 Granted DE3545793A1 (de) 1984-12-27 1985-12-23 Miteinander verbundene stuecke von kohlenstoffhaltigem material umfassender kohlenstoffgegenstand und verfahren zu dessen herstellung

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4777083A (de)
JP (1) JPS61155260A (de)
CA (1) CA1316309C (de)
DE (1) DE3545793A1 (de)
FR (1) FR2578244B1 (de)
GB (1) GB2169273B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3305520A1 (de) * 2016-10-04 2018-04-11 Schunk Kohlenstofftechnik GmbH Verfahren zur herstellung eines bauelements und bauelement

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4794043A (en) * 1985-04-30 1988-12-27 Kureha Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Carbon product comprising carbonaceous materials joined together, said carbon product for electrode substrate of fuel cells and process for production thereof
US4818640A (en) * 1985-09-25 1989-04-04 Kureha Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Carbonaceous composite product produced by joining carbonaceous materials together by tetrafluoroethylene resin, and process for producing the same
JPS6282663A (ja) * 1985-10-04 1987-04-16 Kureha Chem Ind Co Ltd マニホ−ルド付燃料電池用電極基板及びその製造方法
JPS62110262A (ja) * 1985-10-25 1987-05-21 Kureha Chem Ind Co Ltd 端部シ−ル部付燃料電池用電極基板及びその製造方法
JPS62123662A (ja) * 1985-11-25 1987-06-04 Kureha Chem Ind Co Ltd 燃料電池用電極基板
DE3603305C1 (de) * 1986-02-04 1987-07-23 Sigri Gmbh Verfahren zum Herstellen eines aus mehreren Schichten bestehenden,zwischen den Schichten Graphitfolie enthaltenden fuer Fluide undurchlaessigen Kohlenstoff- oder Graphitkoerpers und dessen Verwendung
JPH0622141B2 (ja) * 1986-08-14 1994-03-23 呉羽化学工業株式会社 リブ高さの異なる複合電極基板及びその製造方法
CA1269404A (en) * 1987-11-03 1990-05-22 Mukesh K. Jain Porous membrane of sinterable refractory metal oxides or silica
JPH01160864A (ja) * 1987-12-16 1989-06-23 Ibiden Co Ltd 炭素・黒鉛材料
JP2592143B2 (ja) * 1989-09-06 1997-03-19 シャープ株式会社 非水系リチウム二次電池用炭素電極およびその製造方法
US5397643A (en) * 1990-04-03 1995-03-14 Bayer Aktiengesellschaft Lightweight shaped articles containing expandable graphite, their production and their use
DE4011697A1 (de) * 1990-04-11 1991-10-17 Bayer Ag Blaehgraphit enthaltende leichtformkoerper, deren herstellung und deren verwendung
FR2665104B1 (fr) * 1990-07-26 1992-10-09 Lorraine Carbone Procede de fabrication de pieces etanches en materiau composite tout carbone.
US5877935A (en) * 1996-09-17 1999-03-02 Honda Giken Kogyo Kabushiki-Kaisha Active carbon used for electrode for organic solvent type electric double layer capacitor
US6451486B1 (en) 2000-05-01 2002-09-17 The Gillette Company Battery cathode including a mixture of manganese dioxide with carbon particles of expanded and non-expanded graphite
US6921610B2 (en) 2001-07-11 2005-07-26 The Gillette Company Battery
WO2006114896A1 (ja) * 2005-04-22 2006-11-02 Kureha Corporation 断熱材用接着剤及びそれを用いた断熱材用炭素化積層体
JP5322093B2 (ja) * 2007-03-29 2013-10-23 日立化成株式会社 プラズマ対向材およびその製造方法
JP5011556B2 (ja) * 2007-11-09 2012-08-29 イビデン株式会社 炭素系複合部材
US8017273B2 (en) 2008-04-28 2011-09-13 Ut-Battelle Llc Lightweight, durable lead-acid batteries
US11962019B2 (en) 2017-10-03 2024-04-16 Vito Nv Carbon based electrode with large geometric dimensions
KR102094925B1 (ko) * 2018-05-03 2020-03-30 에스케이씨 주식회사 전자파 차폐능 및 열전도도가 우수한 다층 그라파이트 시트 및 이의 제조방법
ES2858698T3 (es) 2018-06-05 2021-09-30 Vito Nv Electrodo basado en carbono con grandes dimensiones geométricas

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT230334B (de) * 1960-09-07 1963-12-10 Union Carbide Corp Verfahren zur Herstellung eines künstlichen kohlenstoffhaltigen Schichtkörpers
AT297571B (de) * 1968-12-11 1972-03-27 Sigri Elektrographit Gmbh Wärmeisolationsanordnung aus Kohlenstoff
US4166145A (en) * 1975-03-10 1979-08-28 Hitco High temperature consolidation process for the production of a substantially all carbon composite
DE3004574A1 (de) * 1980-02-08 1981-08-13 Sigri Elektrographit Gmbh, 8901 Meitingen Verfahren zum regenerieren von graphitfolie

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1107578B (de) * 1958-07-18 1961-05-25 Elettrocarbonium S P A Mailand Verfahren zur Herstellung von Verbindungen zwischen Kohle- oder Graphitformkoerpern untereinander oder mit Metallteilen
GB991581A (en) * 1962-03-21 1965-05-12 High Temperature Materials Inc Expanded pyrolytic graphite and process for producing the same
DE1941387A1 (de) * 1969-08-14 1971-04-08 Sigri Elektrographit Gmbh Boden fuer Rohrbuendelwaermetauscher
FR2065763A5 (de) * 1969-08-27 1971-08-06 Lorraine Carbone
CH586071A5 (de) * 1974-12-20 1977-03-31 Alusuisse
IL53397A0 (en) * 1976-11-22 1978-01-31 Ceca Sa Method and agents for extinguishing metal fires
JPS5829129Y2 (ja) * 1977-12-14 1983-06-25 呉羽化学工業株式会社 真空炉用多層成形断熱材
US4400433A (en) * 1980-05-02 1983-08-23 Fukuvi Chemical Industry Co., Ltd. Process for the preparation of molding flexible graphite granules and a molded graphite product produced therefrom
US4522895A (en) * 1982-10-05 1985-06-11 Kureha Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Multilayer fuel cell electrode substrate having elongated holes for feeding reactant gases
JPS60236461A (ja) * 1984-04-04 1985-11-25 Kureha Chem Ind Co Ltd 燃料電池用電極基板及びその製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT230334B (de) * 1960-09-07 1963-12-10 Union Carbide Corp Verfahren zur Herstellung eines künstlichen kohlenstoffhaltigen Schichtkörpers
AT297571B (de) * 1968-12-11 1972-03-27 Sigri Elektrographit Gmbh Wärmeisolationsanordnung aus Kohlenstoff
US4166145A (en) * 1975-03-10 1979-08-28 Hitco High temperature consolidation process for the production of a substantially all carbon composite
DE3004574A1 (de) * 1980-02-08 1981-08-13 Sigri Elektrographit Gmbh, 8901 Meitingen Verfahren zum regenerieren von graphitfolie

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3305520A1 (de) * 2016-10-04 2018-04-11 Schunk Kohlenstofftechnik GmbH Verfahren zur herstellung eines bauelements und bauelement

Also Published As

Publication number Publication date
GB8531746D0 (en) 1986-02-05
JPH0231033B2 (de) 1990-07-11
CA1316309C (en) 1993-04-20
DE3545793C2 (de) 1988-10-06
GB2169273A (en) 1986-07-09
US4777083A (en) 1988-10-11
FR2578244B1 (fr) 1992-04-10
FR2578244A1 (fr) 1986-09-05
GB2169273B (en) 1988-11-09
JPS61155260A (ja) 1986-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3545793A1 (de) Miteinander verbundene stuecke von kohlenstoffhaltigem material umfassender kohlenstoffgegenstand und verfahren zu dessen herstellung
DE3211474C2 (de) Geformte Gegenstände aus Kohlenstoffasern enthaltendem porösen Kohlenstoff, sowie Verfahren zu ihrer Herstellung
DE69016103T2 (de) Hybrid-Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verbundmaterial.
DE2826114C2 (de) Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verbundmaterialien und Verfahren zu dessen Herstellung
DE69611778T2 (de) Separator für feststoffpolyelektrolytbrennstoffzellen und dessen herstellung
DE3318767C2 (de)
EP0175877B1 (de) Polygranularer Kohlenstoffkörper und Verfahren zu seiner Herstellung
DE2426814A1 (de) Knochenprothese und verfahren zu deren herstellung aus graphit
DE2853397B2 (de)
DE1202702B (de) Verfahren zur Herstellung von dichten Gegenstaenden aus Kohlenstoff
DE3628659C2 (de)
DE3872493T2 (de) Verbundmaterial sowie dazu verwendetes fuellmaterial.
DE69120690T2 (de) Kohlenstoffaserstruktur und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE2615651C2 (de) Bremsscheibe
EP0827942A2 (de) Verfahren zum dauerhaften Verbinden von wenigstens zwei Bauteilkomponenten zu einem Formkörper
DE3614574C2 (de)
DE2301426A1 (de) Verfahren zur herstellung heissgepresster gegenstaende aus siliziumnitrid
DE19834542C2 (de) Verfahren zur Herstellung von Verstärkungsfasern enthaltenden Körpern, danach erhältliche Körper, Verfahren zum Fügen der so erhaltenen Körper, Gefügte Körper und Anwendung des Fügeverfahrens
DE3528185A1 (de) Verfahren zur herstellung von carbonmaterialien
DE69023910T2 (de) Keramische körper mit kontrollierter porosität und verfahren zu deren herstellung.
DE3335638C2 (de)
DE69003656T2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffteils, insbesondere mit einer Kohle- oder Feuerfestfaserstruktur und Kohle- oder Keramikmatrix.
DE102012208595A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Wärmeisolationskörpers
DE3116786A1 (de) Homogener siliciumcarbid-formkoerper und verfahren zu seiner herstellung
DE69217861T2 (de) Verfahren zum Herstellen von komplexen Hohlkörpern durch uniaxiales Heisspressen eines Verbundmaterials mit einer glasartigen Matrix und die so erhaltenen Produkte

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee