گرافیت پرس ایزواستاتیکنوع جدیدی از گرافیت است که در دهه 1960 توسعه یافت و دارای مجموعه‌ای از خواص عالی است. به عنوان مثال، گرافیت پرس ایزواستاتیک مقاومت حرارتی خوبی دارد. در یک اتمسفر خنثی، استحکام مکانیکی آن نه تنها با افزایش دما کاهش نمی‌یابد، بلکه افزایش نیز می‌یابد و در حدود 2500 درجه سانتیگراد به بالاترین مقدار خود می‌رسد. در مقایسه با گرافیت معمولی، ساختار آن ریز و متراکم است و یکنواختی آن خوب است. ضریب انبساط حرارتی بسیار کم است و مقاومت شوک حرارتی عالی دارد. ایزوتروپیک است. مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی قوی، رسانایی حرارتی و الکتریکی خوبی دارد. عملکرد پردازش مکانیکی عالی دارد.
دقیقاً به دلیل عملکرد عالی آن است که گرافیت پرس ایزواستاتیک به طور گسترده در زمینه‌هایی مانند متالورژی، شیمی، برق، هوافضا و صنعت انرژی اتمی مورد استفاده قرار می‌گیرد. علاوه بر این، با توسعه علم و فناوری، زمینه‌های کاربرد آن دائماً در حال گسترش است.
فرآیند تولید گرافیت با پرس ایزواستاتیک
فرآیند تولید گرافیت پرس ایزواستاتیک در شکل 1 نشان داده شده است. بدیهی است که فرآیند تولید گرافیت پرس ایزواستاتیک با الکترودهای گرافیتی متفاوت است.
گرافیت پرس ایزواستاتیک به مواد اولیه ایزوتروپیک ساختاری نیاز دارد که باید به پودرهای ریزتری آسیاب شوند. فناوری شکل‌دهی پرس ایزواستاتیک سرد باید اعمال شود و چرخه برشته‌کاری بسیار طولانی است. برای دستیابی به چگالی هدف، چرخه‌های برشته‌کاری اشباع چندگانه مورد نیاز است و چرخه گرافیت‌سازی بسیار طولانی‌تر از گرافیت معمولی است.
روش دیگر برای تولید گرافیت پرس ایزواستاتیک، استفاده از میکروسفرهای کربنی مزوفاز به عنوان مواد اولیه است. ابتدا، میکروسفرهای کربنی مزوفاز در دماهای بالاتر تحت عملیات پایدارسازی اکسیداسیون قرار می‌گیرند، سپس پرس ایزواستاتیک انجام می‌شود و در نهایت کلسیناسیون و گرافیتیزاسیون بیشتر انجام می‌شود. این روش در این مقاله معرفی نشده است.
۱.۱ مواد اولیه
Thمواد اولیه برای تولید گرافیت ایزواستاتیک پرس شامل سنگدانه‌ها و چسب‌ها می‌شود. سنگدانه‌ها معمولاً از کک نفتی و کک آسفالت و همچنین کک آسفالت آسیاب شده ساخته می‌شوند. به عنوان مثال، گرافیت ایزواستاتیک سری AXF که توسط POCO در ایالات متحده تولید می‌شود، از کک آسفالت آسیاب شده Gilsontecoke ساخته شده است.
به منظور تنظیم عملکرد محصول با توجه به کاربردهای مختلف، از کربن سیاه و گرافیت مصنوعی نیز به عنوان افزودنی استفاده می‌شود. به طور کلی، کک نفتی و کک آسفالتی قبل از استفاده باید در دمای 1200 تا 1400 درجه سانتیگراد کلسینه شوند تا رطوبت و مواد فرار آنها حذف شود.
با این حال، به منظور بهبود خواص مکانیکی و چگالی ساختاری محصولات، تولید مستقیم گرافیت با فشار ایزواستاتیک با استفاده از مواد اولیه مانند کک نیز وجود دارد. ویژگی کک‌سازی این است که حاوی مواد فرار است، خواص خود پخت دارد و همزمان با کک چسباننده منبسط و منقبض می‌شود. چسباننده معمولاً از قیر قطران زغال سنگ استفاده می‌کند و با توجه به شرایط مختلف تجهیزات و الزامات فرآیند هر شرکت، نقطه نرم شدن قیر قطران زغال سنگ مورد استفاده از 50 تا 250 درجه سانتیگراد متغیر است.
عملکرد گرافیت پرس ایزواستاتیک به شدت تحت تأثیر مواد اولیه قرار دارد و انتخاب مواد اولیه یک حلقه کلیدی در تولید محصول نهایی مورد نیاز است. قبل از تغذیه، ویژگی‌ها و یکنواختی مواد اولیه باید به طور دقیق بررسی شود.
۱.۲ سنگ‌زنی
اندازه کل گرافیت ایزواستاتیک پرس معمولاً باید به زیر 20 میکرومتر برسد. در حال حاضر، تصفیه‌شده‌ترین گرافیت ایزواستاتیک پرس حداکثر قطر ذرات 1 میکرومتر دارد. این گرافیت بسیار نازک است.
برای آسیاب کردن کک دانه‌بندی شده و تبدیل آن به چنین پودر ریزی، به یک سنگ‌شکن فوق‌العاده ریز نیاز است. آسیاب کردن با اندازه ذرات متوسط ۱۰ تا ۲۰ میکرومتر. پودر m نیاز به استفاده از آسیاب غلتکی عمودی دارد، با اندازه ذرات متوسط کمتر از ۱۰ میکرومتر. پودر m نیاز به استفاده از آسیاب جریان هوا دارد.
۱.۳ مخلوط کردن و ورز دادن
پودر آسیاب شده و قیر قطران زغال سنگ را به نسبت مساوی در یک میکسر گرم کننده برای ورز دادن بریزید، به طوری که یک لایه آسفالت به طور یکنواخت به سطح ذرات پودر کک چسبیده باشد. پس از ورز دادن، خمیر را جدا کرده و بگذارید خنک شود.
زمان ارسال: ۲۷ سپتامبر ۲۰۲۳