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石墨生产工艺

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石墨生产工艺可分为原料准备、加工成型、烧结处理及表面处理四个主要环节,具体流程如下:

一、原料准备

原料选择

- 天然石墨:主要来自片岩、鳞岩等矿物,含较高比例石墨。

- 人工石墨:通过石墨炼焦炉高温处理天然石墨或直接碳化合成,性能更稳定。

原料预处理

- 破碎与筛分:将原料破碎至合适粒度(如45目以上),并通过筛网去除过大颗粒。

- 清洗与干燥:去除杂质(如水分、灰分),通过烘干设备达到稳定低水分含量。

二、加工成型

混合与配料

- 将石墨粉末与添加剂(如钛、硼等)按比例混合,提升强度和导电性。

- 配方需严格控制,确保均匀性。

成型方法

- 机械压制:

将混合料放入模具中,施加高压(如2000℃)成型,适合大规模生产。

- 其他方法:包括挤压、注塑、铸造等,根据产品需求选择。

三、烧结处理

高温烧结

- 将成型坯体在惰性气体氛围下加热至2000-3000℃,通过高温使石墨颗粒结合形成致密结构。

- 烧结时间需精确控制,避免过热导致开裂。

质量检测

- 烧结后进行力学性能测试(如硬度、密度),确保达标。

四、表面处理

研磨与抛光

- 通过研磨机细化表面,配合抛光工艺提升光泽度。

- 可添加粘结剂保护石墨制品。

功能涂层

- 根据需求喷涂防腐蚀、耐磨层,或进行电化学处理改善导电性。

补充说明

化学气相沉积(CVD):

适用于制备高纯度石墨薄膜,但成本高、周期长。

高温石墨化:直接将天然石墨转化为层状结构,适合小规模精细加工。

整个工艺需严格控制温度、时间及物料配比,以确保石墨制品的导电性、机械强度及化学稳定性。