等方加圧グラファイトの詳しい解説(1)

静水圧加圧グラファイトは1960年代に開発された新しいタイプの黒鉛材料であり、一連の優れた特性を持っています。例えば、等方加圧グラファイトは耐熱性に優れています。不活性雰囲気下では、その機械的強度は温度が上昇しても低下しないだけでなく、増加し、約2500℃で最高値に達します。通常の黒鉛と比較して、その構造は細かく緻密であり、均一性が良好です。熱膨張係数が非常に低く、耐熱衝撃性に優れています。等方性。強力な耐薬品性、優れた熱伝導性と電気伝導性。機械加工性能に優れています。

静水圧加圧黒鉛は、その優れた性能により、冶金、化学、電気、航空宇宙、原子力産業などの分野で広く使用されています。また、科学技術の発展に伴い、その応用分野は日々拡大しています。

静水圧加圧グラファイトの製造工程

静水圧加圧黒鉛の製造プロセスを図 1 に示します。静水圧加圧黒鉛の製造プロセスが黒鉛電極の製造プロセスとは異なることは明らかです。

等方加圧グラファイトには構造的に等方性の原料が必要であり、これをより細かい粉末に粉砕する必要があります。冷間静水圧プレス成形技術を適用する必要があり、焙煎サイクルが非常に長くなります。目標の密度を達成するには、複数回の含浸焙焼サイクルが必要であり、黒鉛化サイクルは通常の黒鉛よりもはるかに長くなります。

静水圧加圧グラファイトを製造する別の方法は、原料としてメソフェーズ炭素微小球を使用することである。まず、メソフェーズ炭素微小球に高温での酸化安定化処理を施し、その後静水圧プレスを施し、さらに焼成して黒鉛化します。この方法はこの記事では紹介しません。

1.1 原材料

Th静水圧加圧黒鉛を製造するための原料には、骨材と結合剤が含まれます。骨材は通常、石油コークス、アスファルトコークス、および粉砕アスファルトコークスから作られます。たとえば、米国の POCO によって製造される AXF シリーズ等方性グラファイトは、粉砕アスファルト コークス Gilsontecoke から作られます。

用途に応じて製品の性能を調整するため、添加剤としてカーボンブラックや人造黒鉛も使用されます。一般に石油コークスやアスファルトコークスは、使用前に1200～1400℃でか焼して水分や揮発分を除去する必要があります。

ただし、製品の機械的特性と構造密度を向上させるために、コークスなどの原料を使用して静水圧加圧黒鉛を直接製造する方法もあります。コークスの特徴は、揮発分を含み、自己焼結性があり、バインダーコークスと同期して膨張・収縮することです。バインダーには通常コールタールピッチが使用されますが、各企業のさまざまな設備条件とプロセス要件に応じて、使用されるコールタールピッチの軟化点は50℃から250℃の範囲になります。

静水圧加圧グラファイトの性能は原材料に大きく影響され、原材料の選択は必要な最終製品を製造する上で重要な鍵となります。供給する前に、原料の特性と均一性を厳密にチェックする必要があります。

1.2 研削

静水圧加圧グラファイトの凝集体サイズは、通常 20um 以下に達する必要があります。現在、最も精製された静水圧加圧黒鉛の最大粒径は 1 μ m です。とても薄いです。

骨材コークスをこのような微粉末に粉砕するには、超微粉砕機が必要です。平均粒径 10 ～ 20 μ の粉砕 m の粉末は、平均粒径 10 μ 未満の縦型ローラーミルの使用が必要です。 m の粉末は、気流粉砕機の使用が必要です。

1.3 混合と混練

粉末コークス粒子の表面にアスファルトの層が均一に付着するように、粉砕した粉末とコールタールピッチバインダーを加熱ミキサーに比例して入れて混練します。捏ねた後、ペーストを取り出して冷まします。