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
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
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。