制造工艺

　　用于过程工艺设备结构材料的浸渍石墨的制造工艺包括两个主要步骤。首先人造石墨的制取。然后这种材料被合成树脂浸渍，使其不透，并增强其机械性能。

　　南通熠恒耐腐只与国内优良石墨原材料供应商合作。我们的工艺选用的石墨：各向性能均匀，颗粒结构致密，颗粒度微小，粒度分布较好，孔隙大小分布均匀，杜绝使用存在结构不规则(如裂纹、大孔隙或杂质)的材料。

　　南通熠恒耐腐与专业的优良树脂制造商密切合作，开发了一系列专门浸渍合成树脂，并不断针对石墨的种类及其制造工艺进行优化。

　　细节掠影

石墨原材料 南通熠恒耐腐采用各向性能均匀，颗粒结构致密，颗粒度微小，粒度分布较好，孔隙大小分布均匀的石墨原材料，杜绝使用存在结构不规则(如裂纹、大孔隙或杂质)的材料。	浸渍石墨 合成树脂浸渍后的石墨材料。石墨块块表面的树脂过多将在以后被移除。	浸渍石墨零件加工 合成树脂浸渍石墨容易加工(锯、铣、钻、转)。可以使用CNC或传统机器。

　　人造石墨制造工艺

　　人造石墨制造工艺包括粉末制备、成型、焙烧、沥青浸渍或致密化、二次焙烧和石墨化等多个步骤。

　　

 

　　1. 粉末和浆料制备

　　人造石墨制造原料 (石油焦、沥青焦炭、炭黑、天然石墨) 进过煅烧后储存在原材料仓中。首先, 煅烧后的原材料经过在破碎机和球磨机中进行破碎。然后根据颗粒大小分布对所产生的粉末进行筛分。最后, 将不同颗粒度粉末与粘合剂(煤焦油沥青或石油沥青)混合以产生糊状物。

　　2. 结构成形

　　由此产生的糊状混合物可以使用一种成形技术进行压型: 挤压成型、振动成型或冷等静压成型。

　　· 挤压成型是通过施加一定的压力迫使糊状混合物通过一个开口模具。挤压成型主要用来生产长条形的制品, 如棒材、棒材、长板或带常规横截面的管材, 可切割成所需长度的零件。挤压石墨材料是各向异性的。拉伸方向的属性与其他方向的属性不同。

　　· 振动成型是大尺寸制品的一种间歇成形方法。将糊状混合物装入成型模后, 再压上金属重锤。然后将成型模固定在振动台上以每分钟2000多次的频率振动而密实成型。与挤压材料相比, 成型体的各向同性程度更高。

　　· 冷等静压是在室温下进行的粉末压实方法。将糊状混合物装包封在弹性的塑料或橡胶模具，密封后放入高压缸内，液体介质通过压力泵注入压力缸内，高压液体压强大小不变且均匀地传递到模具内的糊料而密实成型。因为高压缸内的粉料在各个方向上受到的压力是均匀的和大小一致的，因此采用等静压法制备的制品各向同性，并且结构均匀。

　　3. 焙烧

　　在900和 1200°C 之间的温度下, 密实成型部件在无氧焙烧炉中进行热处理。沥青粘合剂在焙烧过程中发生碳化，热分解为元素碳和挥发性成分。碳化过程中形成的碳结合粉末颗粒。由于有机物质分解成气体逸出，并且粘合剂在碳化的过程中体积缩小，使成型的碳素固体坯料中带有很多气孔。孔隙度的总相对体积由粘结剂数量决定。

　　4. 沥青浸渍-再焙烧

　　沥青浸渍-再焙烧过程, 就是焙烧后碳素固体坯料置于高压釜中在一定温度和压力下使用液体状态的沥青浸渍渗透到胚块的气孔中，并重新焙烧, 以减少其孔隙度。为了更彻底地填补缺口，浸渍用沥青通常是使用粘度低于原始粘结剂粘度的沥青，通常使用石油沥青。

　　对于某些高密度等级石墨, 碳块可能会经过焙烧、沥青浸渍、再焙烧循环多次。我们的 M-2 IG1 石墨是使用一次沥青浸渍和一次焙烧致密的原料石墨材料制造的(一浸一焙)。而 M-2 IG2 石墨使用的原料石墨是进过一次沥青浸渍、焙烧致密后，再次沥青浸渍和再焙烧致密化的原料(二浸二焙)。

　　5. 石墨化

　　人造石墨的关键工艺过程在于最后的热处理工序。系采用石油焦炭、沥青焦炭等碳素材料，以及沥青粘接剂，经过配料、混捏、成型的坯料，进过焙烧(碳化)转化成碳素固体坯料，后再在约2700至 3000°C的高温下进一步转化(石墨化)成人造石墨。石墨化导致非晶形碳, 转化为结晶形碳--石墨。这种转换伴随着材料的物理特性的变化。并且在此高温处理下，碳素固体坯料中的大部分杂质 (粘合剂残渣, 气体, 氧化物, 硫磺) 蒸发，石墨也得以纯化,。

　　碳 & 石墨结构

　　

 

　　随着温度和时间的推移, 非晶碳结构 (左) 变成了结晶石墨结构 (右)。

　　非晶碳是坚硬的, 很难加工。它具有低的电气和导热系数。

　　相反, 石墨是结晶性的。它很容易加工。它具有非常高的电气和导热系数。

　　6. 质量检查

　　石墨化后的石墨原料还要经过一系列的测试和检查, 然后储存备用。至此阶段, 所得到的石墨材料已经具有优异的耐腐蚀性和优异的导热性能。

　　然而, 这种制造的石墨材料，本身还存在一定的孔隙率，它是高度多孔, 并且多数呈通孔，对气体和液体有很强的渗透性，并不是不透性的。要应用在过程工业设备上，必须采取一定的措施，填塞石墨的空隙，使其成为不透性石墨材料。

　　合成树脂浸渍

　　用于制造过程工艺设备的人造石墨, 应是完全不透性。为达到人造石墨这一应用目的，通过浸渍各种合成树脂来实现。浸渍合成树脂的不透性人造石墨，有效的填塞了孔隙，消除了通孔的程度，使其不会因工作介质的温度、压力和腐蚀的影响而渗漏。并且机械性能得以提高。

　　我们与专业的优质树脂制造商密切合作, 公司开发了一系列专门浸渍合成树脂，并不断针对石墨的种类及其制造工艺进行优化。下面以酚醛树脂浸渍为例，介绍浸渍工艺过程。

　　酚醛树脂浸渍工艺包括三个步骤, 即石墨材料的干燥, 浸渍酚醛树脂, 最后固化。

　　

 

　　1. 干燥

　　人造石墨在储存中，能吸收空气中的水分，所以在浸渍前，不仅要处理表面的污物，还要在烘房中进行干燥处理, 温度约 110°c, 彻底释放原料空隙中所有的水分。

　　2. 酚醛树脂浸渍

　　将干石墨原料放入大型热压罐中。热压罐密封, 然后抽真空, 以去除材料中残留的水分, 并去除材料毛孔内部的空气。

　　然后通过底部阀门将酚醛树脂引入热压罐中。液体面应该大大高于所有的石墨块, 因为一旦树脂渗透到块中, 液面就会降低，应保持整个浸渍过程，液面始终高于所浸渍石墨原料。

　　然后送入压缩空气，保持在高压下迫使树脂渗透到石墨空隙。

　　保持一段时间, 使树脂充分充满石墨的空隙。加压完毕后，将过量的树脂压回树脂罐, 压力释放。严格的浸渍工艺控制, 我们确保浸渍树脂完全填充石墨的空隙。

　　3. 聚合

　　然后将进过树脂浸渍的石墨原料转移到另一个热压罐。在保持一定压力下，逐渐加热升温。在 160°c 缩聚 (消除水) 固化。浸渍树脂形成三维、交联固体的聚合物状态。

　　聚合后,人造石墨所有毛孔孔隙都充满了酚醛树脂, 在树脂和石墨之间没有空隙 (完全润湿)。酚醛树脂浸渍不透性石墨, 具有优异的耐化学性, 对于常见的化学品, 特别是酸, 具有很高的长期机械强度和稳定性。

　　4. 质量检查

　　酚醛树脂浸渍石墨原料经过一系列的试验和检验, 可以用于加工和制造过程设备部件。