低成本炭質原料制備無粘結劑炭材料研究.pdf

1、無粘結劑炭材料是由生焦(生石油焦)、中間相小球等原料在不加入粘結劑的情況下，直接經成型、焙燒而成。其制備工藝相對傳統炭材料更加簡單，而且因其是單一原料的燒結，故焙燒制品結構均勻、體積密度大、機械強度高，能在諸多領域得到有效利用。目前，國內外對關于用中間相小球制備無粘結劑炭材料的研究較多，但由于中間相小球制備工藝復雜、生產效率低且成本較高，所以目前尚未實現大規(guī)模工業(yè)化生產。而生焦也可制備無粘結劑炭材料，但因為生焦的自燒結性不及中間相小球，

2、故需把生焦研磨為微米級的細小顆粒，以增加其自燒結性，這個過程使得生產周期加長，成本變高。
　　為了簡化原料制備工藝、縮短生產周期、降低成本，本文以低成本的生焦為原料，經成型、焙燒成功制備出性能優(yōu)良無粘結劑炭材料，并通過硝酸預氧化生焦，改善了所制得燒結樣品的機械性能；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，改善了燒結樣品的導電性能；另

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

4、積密度為1.61g/cm3，電阻率為62μΩ·m。
　　用預處理120min類中間相瀝青為原料制備的無粘結劑炭樣品的體積密度為1.61 g/cm3，抗壓強度為152MPa，抗折強度為78MPa，其中機械強度為用生焦制備的無粘結劑炭樣品的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劑炭樣品的機械強度下降，但導電性與抗氧化性更好。當原料中石墨含量為6%時，制得樣品的抗折強度為29.8MPa，電阻率為46μΩ·m。