熱解石墨板的物理機械性能決定于其制取方法
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發(fā)布時間 2017-03-18
熱解石墨板的物理機械性能決定于其制取方法。雖然在2100 - 2400C溫度下制取的材料強度也很高,但在低溫下制取的熱解石墨板有最高的強度。熱解石墨的耐氧化穩(wěn)定性很強,沿沉積表面方向穩(wěn)定性更強。工業(yè)石墨與沉積熱解石墨膜層的同一種工業(yè)石墨的對比試驗表明:在溫度2500c|C下,在熱燃?xì)饬髦,后者的反?yīng)速度幾乎慢了2/3。決定反應(yīng)速度的是炭膜的性能,它比密度更起作用,因為,低密度(1.34克/厘米3)的沉積炭的反應(yīng)速度,比較高密度(1.68克/厘米3)的工業(yè)石墨的要低很多。
在工業(yè)實踐中和在石墨材料密實技術(shù)過程中,以及在沉積(復(fù)蓋)多種其他表面的炭膜時,采用各種不同設(shè)備。但是,所有設(shè)備主要可分兩類:在真空中實現(xiàn)熱解碳?xì)涞脑O(shè)備和在常壓下使用的設(shè)備。近來,正在研究引用新的石墨板的增加體密方法——沸騰層法。 這個方法成本昂貴,但卻應(yīng)用很廣。
真空設(shè)備的特點,比常壓設(shè)備在結(jié)構(gòu)和操作上更為復(fù)雜因為它能使熱解石墨板有較高的密度和均勻性。
裝置中主要設(shè)備是有一定規(guī)格和反應(yīng)容積的反應(yīng)爐,在爐內(nèi),將被處理另件加熱到指定溫度。如有真空裝置,則反應(yīng)爐須配備能達(dá)到一定真空度的專門設(shè)備。生嚴(yán)過程是間歇式的。反應(yīng)爐用電氣加熱(通常為電阻爐),有時也用高頻加熱。向反應(yīng)爐的反應(yīng)容積內(nèi)提供配好的定量氣體:碳?xì)洌ǚ磻?yīng)氣體)和惰性氣體(沖淡劑)口作為惰性氣體可采用氬、氦,更經(jīng)常用的是氮氣。某些裝置,還考慮向爐中供給氮氣的可能性’廢氣自爐中排入大氣及燃燒。
為增強密度石墨材料,可采用各種碳?xì)錃怏w:甲烷、苯、庚烷等等
甲烷。甲烷最適宜,又清潔。甲烷分子最小,這對填充微孔有巨大意義。
將待密實的材料裝入反應(yīng)爐的反應(yīng)容積內(nèi),裝爐結(jié)束后將爐蓋蓋好,開始加熱并同時輸入惰性氣體,一旦達(dá)到必須的溫度后,立即向爐內(nèi)輸入載有定量碳?xì)錃怏w的惰性氣體,密實過程結(jié)束后,仍繼續(xù)輸入惰性氣體將爐冷卻。
密實過程用儀器檢查。此種儀器應(yīng)標(biāo)示反應(yīng)容積內(nèi)的溫度、負(fù)壓值及輸入氣體的數(shù)量和濃度。密實后另件要檢查不透氣性和增重。
用天然氣操作時,必須除去天然氣中對反應(yīng)過程有害的共生氣體,比如C02。為此,在管網(wǎng)線上安裝帶有堿石灰和硅膠的裝置:前者為吸收c02,而后者使煤氣干燥。
當(dāng)采用氮氣時,仍然必須清除那些總是在氮中的少量氧氣雜質(zhì)。
熱解石墨板的一些物理性能和增加密度的工藝主要是這些,希望對客戶有用。