炭素材料的分类

2018-09-28 16:08:37

炭素材料的分类

炭素材料按其使用的原料灰分的高低而分为多灰制品与少灰制品两大类。但是人们一般是以炭素材料的生产工艺和用途的不同而加以分类。这种分类方法,基本上反映了不同品种的炭素材料的生产过程和用途。

炭素制品分为4类。

第一类称为石墨制品(即人造石墨制品)。这类制品包括石墨电极、石墨阳极、石墨块以及国防工业及电子工业所用的高纯度强度高密度石墨等。

这一类制品都是以石油焦和沥青焦为主要原料,最后经过2000℃以上的高温热处理,从而使无定形碳转化为石墨。这一类制品的共同特点是:含碳量在99%以上,灰分一般不超过0.5%,具有良好的导电性和良好的耐热性能,氧化开始温度比较高,导热系数也较高,耐腐蚀性能良好。但是,生产这一类制品的制造工艺比较复杂,生产周期较长。通常,从原料到成品需要40天左右,某些高强度高密度的石墨化制品生产周期长达3个月以上。

第二类称为炭制品。这一类制品,是指成型后的毛坯,只要经过1300℃左右的焙烧(或称烧成)后即可使用的制品。比如:铝电解用的预焙阳极,冶炼镁的炭电阻棒(这两种产品用石油焦及沥青焦为原料),砌筑铝电解槽的底炭块和侧炭块,砌筑炼铁高炉或铁合金炉、电石炉用的高炉炭块和电炉炭块、炭电极等(以上用无烟煤及冶金焦为原料)。用天然石墨或石墨碎(石墨化产品加工时的切削碎屑或废品)生产的电极只经过焙烧即可使用,其性质介乎石墨制品和炭制品之间,但从经过焙烧后即可使用这一点来看,它可以归入炭制品一类。

炭制品按使用原料的不同可以分为:低灰分炭制品、预焙阳极、炭电阻棒、石墨碎生产的电极等;多灰分炭制品:底炭块、侧炭块、高炉炭块和电炉炭块、炭电极。多灰分炭制品含碳量一般为90%左右,少灰分炭制品含碳量在99%以上。用天然石墨为原料生产的制品,根据天然石墨精选的程度其灰分含量在相当大的范围内波动。炭制品从原料到成品生产周期为30天左右。

第三类称为炭糊。这一类制品是原料(破碎后的无烟煤或焦炭颗粒)与粘结剂在加热下混合后的糊状物料在常压条件下,简单铸成块状或装入容器即可供使用的制品。按其用途可以分成两种:一种是作为连续自焙电极使用的,如电解铝使用阳极糊作为阳极导电作用。生产铁合金、电石、黄磷用的电极糊也是作为导电材料。阳极糊用石油焦及沥青焦为原料,电极糊用无烟煤及冶金焦为原料。另一种是用作砌炭块时的粘结和填缝材料,如砌高炉炭块或电炉炭块用的细缝糊及粗缝糊,砌铝电解槽炭块用的底糊。有的冶金炉直接用底糊或粗缝糊捣打炉底及炉壁。炭糊制造工艺比较简单,生产周期较短,成本也较低。

第四类称为特种石墨制品。这类制品包括核石墨、结构石墨和高纯石墨等。这类制品采用优质低灰原料,经高温石墨化和除灰处理后制成。其结构均匀细密,具有很高的纯度和较高的机械强度。可用于原子能反应堆、铸模、坩埚和光谱分析等。炭素材料的分类及分类代号国家现行标准(GB1426-78)作了规定。