石墨生產與應用過程中的真空技術

2023-02-10     真空網

原標題:石墨生產與應用過程中的真空技術

石墨作為一種十分常見的多孔碳材料,在工業生產領域有著廣泛的應用。石墨和石墨烯、碳60、碳納米管、金剛石等一樣,都稱為碳的同素異形體,都是碳元素的單質。

石墨為灰黑色不透明固體

是一種混合晶體,密度2.09至2.33g/cm3

熔點3652℃,沸點4827℃

由於石墨特殊的片狀結構,在常溫下具有穩定的化學性質和耐酸、鹼及有機物腐蝕,良好的導電導熱性、潤滑性和耐高溫性能,被廣泛應用在化工、光伏、半導體、電子、航天、核工業等行業。其應用領域主要分為以下方面:

作耐火材料:石墨及其製品具有耐高溫、高強度的性質,在冶金工業中主要用來製造石墨坩堝,在煉鋼中常用石墨作鋼錠之保護劑,冶金爐的內襯。

作導電材料:在電氣工業上用作製造電極、電刷、碳棒、碳管、水銀正流器的正極,石墨墊圈、電話零件,電視機顯像管的塗層等。

作潤滑材料:石墨在機械工業中常作為潤滑劑。潤滑油往往不能在高速、高溫、高壓的條件下使用,而石墨材料可以在200~2000℃溫度中在很高的滑動速度下,不用潤滑油工作。許多輸送腐蝕介質的設備,廣泛採用石墨材料製成活塞杯,密封圈和軸承,它們運轉時勿需加入潤滑油。石墨乳也是許多金屬加工(拔絲、拉管)時的良好的潤滑劑。

石墨具有良好的化學穩定性。經過加工的石墨,具有耐腐蝕、導熱性好,滲透率低等特點,就大量用於製作熱交換器,反應槽、凝縮器、燃燒塔、吸收塔、冷卻器、加熱器、過濾器、泵設備。廣泛應用於石油化工、濕法冶金、酸鹼生產、合成纖維、造紙等工業部門,可節省大量的金屬材料。

由於石墨材料本身的多孔結構,會影響其機械強度和耐腐蝕、耐氧化等性能,所以我們在生產過程中都會通過浸漬工藝來製備不透性石墨材料。

將浸漬劑在一定的壓力下浸漬到石墨的氣孔中

改善石墨的氣孔結構,優化其強度和理化性能

圖片來源:阿特拉斯科普柯真空技術

常用的浸漬劑有合成酚醛樹脂、呋喃樹脂、四氟乳液、水玻璃、瀝青等。在浸漬過程中,真空環境有助於形成更小更均勻的氣孔,從而提高石墨的強度。

石墨的製備不僅僅浸漬需要真空技術,壓製成型環節中真空也是必不可少的。在對石墨進行加工生產時,通常需要對石墨進行壓制,從而使石墨成型後進行後續加工工序。為了使石墨可以更好的成型,在對石墨壓制時空間需保持一定的真空度,可以將石墨物料加入模具中,然後通過壓板對模具中的石墨進行壓製成型。

另外,因為石墨為微米級粉末材料,粉末粒徑極細,在生產製造當中很容易起灰,從而造成了極其惡劣的生產環境,物料的周轉也變得非常困難。傳統的運輸方式已達不到大規模生產的要求,這種粉塵輸送就需要真空上料機的幫忙。

真空上料機結構示意圖

採用真空負壓輸送的原理,占用空間小,並且輸送過程中採取管道輸送,沒有粉塵的外泄。真空輸送,讓負極材料的生產實現了自動化、無塵化,提高石墨材料的生產效率,並降低企業成本。

而在材料的應用中,石墨也經常與真空相互協作。比如在真空爐上獲得日益廣泛應用的真空爐石墨製品。它不僅可以用來製造真空爐的發熱元件、隔熱屏,還可以製造諸如支架、料盤、導軌、螺栓、軸承、風扇葉片等受力結構零件。

石墨在真空爐上的應用,大大簡化了真空爐的設計製造,減少了像鎢、鉬、鉭、不鏽鋼等金屬的消耗,降低了成本,提高了真空爐的某些性能和擴大了真空爐的使用範圍。

文章來源: https://twgreatdaily.com/8c938ee785c4cc92401785d83ef5b3da.html