低成本炭質(zhì)原料制備無粘結(jié)劑炭材料研究.pdf

1、無粘結(jié)劑炭材料是由生焦(生石油焦)、中間相小球等原料在不加入粘結(jié)劑的情況下，直接經(jīng)成型、焙燒而成。其制備工藝相對傳統(tǒng)炭材料更加簡單，而且因其是單一原料的燒結(jié)，故焙燒制品結(jié)構(gòu)均勻、體積密度大、機(jī)械強(qiáng)度高，能在諸多領(lǐng)域得到有效利用。目前，國內(nèi)外對關(guān)于用中間相小球制備無粘結(jié)劑炭材料的研究較多，但由于中間相小球制備工藝復(fù)雜、生產(chǎn)效率低且成本較高，所以目前尚未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。而生焦也可制備無粘結(jié)劑炭材料，但因?yàn)樯沟淖詿Y(jié)性不及中間相小球，

2、故需把生焦研磨為微米級的細(xì)小顆粒，以增加其自燒結(jié)性，這個(gè)過程使得生產(chǎn)周期加長，成本變高。
　　為了簡化原料制備工藝、縮短生產(chǎn)周期、降低成本，本文以低成本的生焦為原料，經(jīng)成型、焙燒成功制備出性能優(yōu)良無粘結(jié)劑炭材料，并通過硝酸預(yù)氧化生焦，改善了所制得燒結(jié)樣品的機(jī)械性能；其次，本文還用制備工藝簡單、成本低廉的自制類中間相瀝青為原料，同樣成功制備出性能優(yōu)異的無粘結(jié)炭材料。并在類中間相瀝青制備過程中引入鱗片石墨，改善了燒結(jié)樣品的導(dǎo)電性能；另

3、外，本文還直接在原料中加入添加劑，經(jīng)成型、焙燒后，不僅成功制備出性能優(yōu)良的無粘結(jié)劑炭材料，還簡化了燒結(jié)樣品制備工藝。本文在研究過程中不僅對工藝技術(shù)和樣品的性能進(jìn)行了測試分析，同時(shí)也對其相關(guān)機(jī)理進(jìn)行了分析討論。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：用生焦為原料可制備出體積密度為1.62g/cm3，抗壓強(qiáng)度為75MPa，抗折強(qiáng)度為37MPa的炭材料。用硝酸處理后的生焦為原料制得樣品的機(jī)械強(qiáng)度提高，其抗壓強(qiáng)度為82.3MPa，抗折強(qiáng)度為40.2MPa，體

4、積密度為1.61g/cm3，電阻率為62μΩ·m。
　　用預(yù)處理120min類中間相瀝青為原料制備的無粘結(jié)劑炭樣品的體積密度為1.61 g/cm3，抗壓強(qiáng)度為152MPa，抗折強(qiáng)度為78MPa，其中機(jī)械強(qiáng)度為用生焦制備的無粘結(jié)劑炭樣品的2倍。而類中間相瀝青制備過程中加入鱗片石墨后制得的無粘結(jié)劑炭樣品的機(jī)械強(qiáng)度下降，但導(dǎo)電性與抗氧化性更好。當(dāng)原料中石墨含量為6%時(shí)，制得樣品的抗折強(qiáng)度為29.8MPa，電阻率為46μΩ·m。