粒度对炭—石墨材料的生产工艺及性能的影响

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1、粒度对炭一石墨材料的生产工艺及性能的an影响2001年第3期总第114期CARBON'TECHNUES2oO123si加14粒度对炭一石墨材料的生产工艺及性能的影晌蒋文忠(湖南大学材料学院，长沙410082)摘要:对炭一石墨材料的最大粒度的确定，粒度的计算，粒度对牯结剂用量及对性能的影响进行了系统地研究和总结.关键词:粒度;粘结剂;性能中图分类号:roA27.Tl文献标识码：A文章编号:10013741(2001)03—0018—03INFLUENCESoFPARTICLESIZEoNTHEPR0CESSTECHN0

2、L0GYANDPERF0RMANCEOFCARBoNGRAPHITEMATERIALSJL4ANGWen一zhong(SchoolofMaterials,HunanUniversity,Changsha410082,China)Ahslract:Thedeterminationofthe]argotsizeofcarbongraphitematerials.thesizeeaculationandtheinfluenceofs〜z,e.ntheratioaMtheper[ormm-ceoftheb

3、ndares^md

4、iedsyst〜mt]callyKeyDr(b:Size;binder;perlormance炭石墨材料是一种颗粒性结构材料，其原材料的粒度组成在生产工艺中是非常重要的，它对产品的质量与性能影响很大，炭一石墨材料生产中对它非常重视炭石墨材料生产工艺中的配方理论是密堆积,即单位体积内达到最大容重•但在实际生产中，存在着最大粒度怎么确定，实际粒度怎样计算,以及粒度纯度(均匀度)的变化等对工艺及性能的影响等问题，本文就这些问题进行较系统地研究和总结1粒度的计算方法当而形成压坯的变形和裂纹;其二是因骨料粒度选择不当而形成的焙

5、烧毛坯的废品•而粘结剂含量选择不当也可能是因为粒度计算不准所至.对于石墨电极或炭块类产品，最大颗粒直径d与产品毛坯直径d%的关系可近似地用下式表示，即:d一=15xl0d毛坯(I]3ATI)(1)而其骨料的粒度组成，当筛孔尺寸为d(tlrlrfl)时，则该筛下的颗粒总量IV为J：W-0.d一(2)对于电炭类(粉末冷压型)产品，采用细粉生产，依经验炭一石墨材料由于配方不当而造成废品其粒度组成与粗粒产品不同，但仍然与粒度有关，而的基木原因•可归结为:其一是因粘结剂含量选择不且关系更为复杂,总而言之，现在已有降低粒度的趋作

6、者简介:蒋文忠男•湖南邵阳人,57岁,从事无机非金属材料及教学的科研工作，编写多门课程教材，获校教学成果和教学质量优秀奖多项,发表了50余篇论文•其中十条篇为《Ej》，《G卩心等国际刊物收录.收稿R期:2000—08—20编辑谷丽萍第3期蒋文忠粒度对炭一石墨材料的生产工艺及性能的影响?19势，如干粉粒度从控制200目的通过率到一320目的通过率,现在一些高密，高强度产品已采用超微粉生产，粒度在几个•随着c的发现，碳纳米管的制备，不久的将来纳米炭一石墨材料将从实验室走向工业化应用.粒级内各小粒级的粒子的平均粒径;粒级内

7、各小粒的含量.若粒度不均匀时，粒圾的比表面积就会改变，在粒级内，当粒子粒径和数量向上限移，则比表面积减少;粒了粒径和数量向下限移,则比表面积就增加.2干料总表面积的计算3粒度对粘结剂用量的影响在理论上，若设粒子为球形，则组成产品的干料的总表面积为：S总=r5d?zJ+rtd;?z2+，-rd:?z=s【+S2+S吃S:，(3)式中d,d,・・.d——分别为各种不同的粒子的直径z,,・・.z直径为d,d:...d的粒子的数目；S・,S，.・・s——直径为d.,d.…的粒子的表面积.但在实际主产中,要将所有的粒子的粒径和

8、粒子数目准确测量出来是非常困难的，所以一般采用先测定物料的粒级，然后再计算每个粒级的比表面积.设各粒级的粒度上限和下限的粒径分别为d和d,则此粒级的粒子的比表面积S.为：s=(4)式中d...d——分别表示粒级的上限和下限.nlnq;S.——粒级颗粒的比表面积,c/g;毋——骨料筛分实验中,筛孔为d的筛下料的相对含量，量二〜为骨料中最大颗粒粒径；骨料颗粒的重度,g/cm3.则骨料的总表面积Sn为：s(5)以上计算是粒级内粒子呈止态分布，即粒度均匀，均匀度系数K<40%,而K:监(6)—-J式中d——粒级内再分成

9、若干个小粒级的粒径m3.1粘结剂用量原理炭一石墨材料生产中粘结剂用量的理论依据为全部干料颗粒的总表面积s等于粘结剂能够延展的最大面积S,即：S表:s牯⑺也就是说干料所有颗粒的全部表面都能够均匀地包裹一层薄薄的粘结剂.当焙烧时，粘结剂炭与各焦炭粒了的表面碳原了牢固地键合，则产品强度高•若粘结剂太多（混捏时料糊发湿），则粒子外粘结剂层太厚，园粘结剂