石墨制品孔隙的存在和孔隙對(duì)焙燒品物理化學(xué)性能的影響

石墨制品孔隙的存在和孔隙對(duì)焙燒品物理化學(xué)性能的影響

浸漬是在一定溫度和壓力下迫使液態(tài)材料（瀝青、合成樹脂、低熔點(diǎn)金屬）浸入炭制品的孔隙中的工藝過程炭制品浸漬的目的是提高產(chǎn)品的密度和降低孔隙率、滲透率增加產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度及改善導(dǎo)電性能和導(dǎo)熱性能。小規(guī)格石墨電極都需要浸漬一次，所有接頭坯料全部需要浸漬1~3次，超高功率石墨電極本體也需要經(jīng)過浸漬，以達(dá)到規(guī)定的密度。電石墨制品有些品種需用低熔點(diǎn)液態(tài)金屬（如鉛錫合金、鋁合金）浸漬，化工石墨設(shè)備一般用合成樹脂浸漬。本文主要介紹石墨制品的孔隙率與孔隙性質(zhì)，石墨電極浸漬生產(chǎn)系統(tǒng)及有關(guān)設(shè)備，浸漬工藝和浸漬質(zhì)量檢查方法等內(nèi)容。

孔隙的存在和孔隙對(duì)焙燒品物理化學(xué)性能的影響

石墨制品的原料為石油焦或?yàn)r青焦，其宏觀結(jié)構(gòu)為蜂窩狀或纖維狀，表面及內(nèi)部存在許多大小不等而且分布不均勻的孔隙（測(cè)定數(shù)據(jù)舉例見表）。同時(shí)，炭制品生坯使用煤瀝青作粘結(jié)劑，生坯在焙燒過程中，由于煤瀝青的分解、縮聚和炭化，形成瀝青焦的殘?zhí)柯室话阒挥?0％左右。煤瀝青形成瀝青焦的體積小于生坯中煤瀝青占有的體積。雖然生坯在焙燒過程中體積稍有收縮，但是仍在焙燒品內(nèi)部留下許多大小不等的孔隙，焙燒品的孔隙率一般為20％~32％。大量孔隙的存在必然會(huì)對(duì)焙燒品以及最終成品（石墨電極）的物理化學(xué)性能產(chǎn)生影響。孔隙可分為開口孔隙（與外界相通）和封閉孔隙（與外界不通）兩類。開口孔隙的尺寸可以測(cè)量，各類石墨制品開口孔隙的孔徑大小差別很大，大多數(shù)孔隙的孔徑在0.01~100m范圍內(nèi)，其中孔徑大于1um的約占開口孔隙總量的50％以上，0.1~1.0m孔徑的氣孔約占25％，孔徑為0.01~0.1um的孔隙約占10％~20％，小于0.01m的孔隙一般在10％以下。

一些研究資料認(rèn)為，炭和石墨制品的氣體滲透率是開口孔隙的多次方函數(shù)，機(jī)械強(qiáng)度是封閉孔隙的多次方函數(shù)，線膨脹系數(shù)與封閉孔隙的大小呈線性關(guān)系，彈性模量、熱導(dǎo)率與開口孔隙也是呈線性關(guān)系。對(duì)石墨電極而言，在成品孔隙率增加的同時(shí)，密度減少，電阻率提高，機(jī)械強(qiáng)度下降?？紫堵瘦^大的石墨制品在一定溫度下氧化速度較快，耐腐蝕性能降低，氣體或液體更容易滲透