特種(zhong)石墨的分類(lei)

特(te)種(zhong)(zhong)石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)的涵蓋范(fan)圍很廣，電炭(tan)制(zhi)品行(xing)(xing)業(ye)、天然(ran)石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)制(zhi)品行(xing)(xing)業(ye)和冶(ye)金用(yong)(yong)炭(tan)制(zhi)品行(xing)(xing)業(ye)對此(ci)有(you)不(bu)同的理解和分類方法，就冶(ye)金用(yong)(yong)炭(tan)制(zhi)品行(xing)(xing)業(ye)的習慣(guan)分類解釋，特(te)種(zhong)(zhong)石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)主(zhu)要指(zhi)高(gao)強度、高(gao)密度、高(gao)純度石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)制(zhi)品（簡稱三高(gao)石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)）。三高(gao)石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)從(cong)材料組織結構上可以分為粗顆(ke)粒、細顆(ke)粒和特(te)細顆(ke)粒結構三種(zhong)(zhong)；從(cong)成(cheng)型方法上區分主(zhu)要有(you)模(mo)壓(ya)、擠(ji)壓(ya)和等(deng)靜壓(ya)成(cheng)型特(te)種(zhong)(zhong)石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)三類，此(ci)外、振動成(cheng)型也可用(yong)(yong)于生產特(te)種(zhong)(zhong)石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)。

高品質(zhi)的特(te)種(zhong)石(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)——各向同性石(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)是用(yong)等靜壓工(gong)藝(yi)生產的。按(an)其主要用(yong)途分類有(you)：電火(huo)花加工(gong)用(yong)特(te)種(zhong)石(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)；制(zhi)作鑄造模具用(yong)特(te)種(zhong)石(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)；鋼鐵或銅、鋁連續鑄造用(yong)特(te)種(zhong)石(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)；直拉單晶硅爐用(yong)或冶煉 貴金屬、高純材料使用(yong)的高純石(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)；合成人造金剛石(shi)用(yong)石(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)；火(huo)箭、導彈技術用(yong)特(te)種(zhong)石(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)。

廣義(yi)的特種石(shi)(shi)墨(mo)還包(bao)括熱解炭(tan)(tan)（熱解石(shi)(shi)墨(mo)）、生物(wu)工程用(yong)(yong)炭(tan)(tan)材(cai)料、玻璃炭(tan)(tan)、多孔炭(tan)(tan)和多孔石(shi)(shi)墨(mo)、石(shi)(shi)墨(mo)層間(jian)化(hua)合物(wu)（如柔性(xing)石(shi)(shi)墨(mo)、氟化(hua)石(shi)(shi)墨(mo)）、激光(guang)器用(yong)(yong)石(shi)(shi)墨(mo)等多種，機械電子工業也使用(yong)(yong)許多特種炭(tan)(tan)和石(shi)(shi)墨(mo)材(cai)料，如炭(tan)(tan)刷(shua)、炭(tan)(tan)石(shi)(shi)墨(mo)軸承、電力機車(che)的饋電滑塊、拉制光(guang)纖用(yong)(yong)石(shi)(shi)墨(mo)模等，在本文(wen)中不再敘述。

特(te)種石墨主要(yao)品種  

電(dian)火花(hua)加工用石墨

電火(huo)花(hua)(hua)加(jia)工(gong)(gong)(gong)是機械(xie)制造工(gong)(gong)(gong)業中的一種新型(xing)加(jia)工(gong)(gong)(gong)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)，電火(huo)花(hua)(hua)加(jia)工(gong)(gong)(gong)可(ke)(ke)(ke)以對許(xu)多硬度(du)較(jiao)大的金屬進行加(jia)工(gong)(gong)(gong)，并可(ke)(ke)(ke)加(jia)工(gong)(gong)(gong)形狀復雜、精度(du)要求較(jiao)高的*部件，作為陽極的工(gong)(gong)(gong)具電極可(ke)(ke)(ke)以使用銅質材(cai)料，也(ye)可(ke)(ke)(ke)使用石墨材(cai)料。

用作電(dian)火(huo)花加工(gong)的工(gong)具(ju)電(dian)極(ji)的石(shi)墨材料必須(xu)具(ju)備下(xia)列條件：

1、結構致密、組織均勻，不(bu)應當有粗顆粒料(liao)和大(da)的氣孔(kong)；

2、有較(jiao)高的機械強(qiang)度，又有良好的加工性能，能加工出復雜的形狀或(huo)銳角、薄片狀；

3、石墨質工(gong)具(ju)電極，在(zai)電火(huo)花加工(gong)過程中有一定損耗，這種損耗應盡可(ke)能低；

4、放電特性穩定，加工速度較快。

因此(ci)電(dian)火花加工(gong)用(yong)(yong)石(shi)墨(mo)(mo)一般(ban)都采用(yong)(yong)細(xi)(xi)顆粒結構石(shi)墨(mo)(mo)或(huo)特細(xi)(xi)顆粒結構石(shi)墨(mo)(mo)，在物理性(xing)能(neng)上*好是各(ge)(ge)向(xiang)同性(xing)。所(suo)以目前中國電(dian)火花加工(gong)石(shi)墨(mo)(mo)材(cai)料(liao)市(shi)場上用(yong)(yong)得較多的(de)是細(xi)(xi)顆粒結構的(de)各(ge)(ge)向(xiang)同性(xing)石(shi)墨(mo)(mo)。

模(mo)具石墨

機械(xie)工(gong)業(ye)中的(de)(de)鑄(zhu)造(zao)(zao)行業(ye)大量(liang)使(shi)用(yong)(yong)(yong)石墨(mo)(mo)(mo)(mo)材料(liao)作為(wei)加(jia)壓鑄(zhu)造(zao)(zao)、離心鑄(zhu)造(zao)(zao)、超硬(ying)合(he)金的(de)(de)熱(re)擠壓等(deng)加(jia)工(gong)的(de)(de)模具(ju)(ju)，大到(dao)火車(che)車(che)輪，小(xiao)到(dao)精密*件(jian)(jian)都(dou)可(ke)以使(shi)用(yong)(yong)(yong)石墨(mo)(mo)(mo)(mo)模具(ju)(ju)。石墨(mo)(mo)(mo)(mo)模具(ju)(ju)可(ke)多次(ci)重復使(shi)用(yong)(yong)(yong)，脫模后的(de)(de)鑄(zhu)件(jian)(jian)具(ju)(ju)有(you)較(jiao)高的(de)(de)光潔度(du)，有(you)的(de)(de)無需進一步加(jia)工(gong)即(ji)可(ke)使(shi)用(yong)(yong)(yong)。用(yong)(yong)(yong)作鑄(zhu)造(zao)(zao)模具(ju)(ju)的(de)(de)石墨(mo)(mo)(mo)(mo)材料(liao)應該是(shi)質地致密、熱(re)膨脹(zhang)系(xi)數較(jiao)低、抗氧化性(xing)能較(jiao)好的(de)(de)石墨(mo)(mo)(mo)(mo)，用(yong)(yong)(yong)于鑄(zhu) 造(zao)(zao)尺寸較(jiao)大的(de)(de)鑄(zhu)件(jian)(jian)的(de)(de)石墨(mo)(mo)(mo)(mo)可(ke)以用(yong)(yong)(yong)較(jiao)粗的(de)(de)粒(li)度(du)組成，而用(yong)(yong)(yong)于鑄(zhu)造(zao)(zao)小(xiao)型精密*件(jian)(jian)的(de)(de)石墨(mo)(mo)(mo)(mo)必須使(shi)用(yong)(yong)(yong)細顆粒(li)結構的(de)(de)石墨(mo)(mo)(mo)(mo)。

在模(mo)具石墨中以金(jin)(jin)屬連續鑄造石墨的質(zhi)量(liang)要求*嚴，要求其熱(re)導率高，熱(re)穩定性和耐熱(re)沖擊性好(hao)，潤(run)滑性好(hao)，不與熔融金(jin)(jin)屬浸潤(run)，不與鑄造金(jin)(jin)屬反應(ying)，容易加工(gong)成尺寸*的模(mo)具。

合成(cheng)金剛(gang)石用石墨

工業(ye)上金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)是(shi)重(zhong)要的(de)切(qie)割和研(yan)磨材料，但(dan)是(shi)天然開采的(de)金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)產量很少，且價格昂(ang)貴。石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)和金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)同(tong)屬于(yu)碳元(yuan)素，只是(shi)結晶(jing)形態不同(tong)，在高溫(wen)、高壓下石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)可轉化成(cheng)金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)結晶(jing)形態，早在1954年(nian)瑞(rui)典和美國相繼成(cheng)功合(he)成(cheng)人(ren)(ren)造金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)成(cheng)功，中國也在20世紀(ji)60年(nian)代(dai)合(he)成(cheng)了人(ren)(ren)造金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)，并在20世紀(ji)70年(nian)代(dai)生(sheng)(sheng)產出合(he)成(cheng)人(ren)(ren)造金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)的(de)專用石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)材料，形成(cheng)了一(yi)定的(de)生(sheng)(sheng)產規模(mo)，中國生(sheng)(sheng)產的(de)合(he)成(cheng)金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)專用石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)分為3類，特點(dian)及用途(tu)見圖(tu)表。

高(gao)純石墨(mo)

高(gao)(gao)純(chun)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)一般指含碳量在(zai)99.99%以(yi)(yi)上(shang)的(de)石(shi)(shi) 墨(mo)(mo)，在(zai)組織(zhi)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)上(shang)可(ke)分為粗顆(ke)(ke)粒結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)、細(xi)顆(ke)(ke)粒結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)和超細(xi)顆(ke)(ke)粒結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)三類，高(gao)(gao)純(chun)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)大量用(yong)(yong)(yong)于直(zhi)拉(la)單(dan)(dan)晶(jing)(jing)硅爐中。集成(cheng)(cheng)電路的(de)基礎材料主要是(shi)硅單(dan)(dan)晶(jing)(jing)芯片，目前硅單(dan)(dan)晶(jing)(jing)的(de)成(cheng)(cheng)長工藝主要采用(yong)(yong)(yong)直(zhi)拉(la)法(fa)，其他方法(fa)還有(you)磁場直(zhi)拉(la)法(fa)、區(qu)域法(fa)以(yi)(yi)及(ji)雙坩(gan)堝拉(la)晶(jing)(jing)法(fa)，直(zhi)拉(la)單(dan)(dan)晶(jing)(jing)硅爐中的(de)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)件(jian)是(shi)消耗品，采用(yong)(yong)(yong)高(gao)(gao)純(chun)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)材料加工成(cheng)(cheng)直(zhi)拉(la)單(dan)(dan)晶(jing)(jing)硅爐的(de)加熱系統。

高(gao)純(chun)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)另(ling)一(yi)重要用(yong)(yong)途(tu)是加工成(cheng)(cheng)(cheng)各類坩堝(guo)，用(yong)(yong)于(yu)(yu)生產(chan)貴金屬、稀(xi)有(you)金屬或高(gao)純(chun)金屬、非(fei)金屬材(cai)料。光(guang)(guang)譜(pu)(pu)分(fen)析用(yong)(yong)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)電極也(ye)是一(yi)種(zhong)高(gao)純(chun)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)，可用(yong)(yong)于(yu)(yu)除碳元(yuan)(yuan)素(su)(su)以(yi)外的所有(you)元(yuan)(yuan)素(su)(su)的光(guang)(guang)譜(pu)(pu)化(hua)學(xue)分(fen)析，光(guang)(guang)譜(pu)(pu)分(fen)析用(yong)(yong)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)電極用(yong)(yong)擠壓(ya)方(fang)(fang)法成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)。成(cheng)(cheng)(cheng)品(pin)的雜質(zhi)元(yuan)(yuan)素(su)(su)含(han)量應不大于(yu)(yu)6*10-5。在(zai)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)分(fen)析中制備標準樣(yang)品(pin)和用(yong)(yong)化(hua)學(xue)方(fang)(fang)法捕集雜質(zhi)時(shi)需(xu)用(yong)(yong)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)純(chun)炭粉(fen)或光(guang)(guang)譜(pu)(pu)純(chun)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)粉(fen)，這兩種(zhong)高(gao)純(chun)材(cai)料對(dui)雜質(zhi)含(han)量的要求都(dou)是在(zai)6*10-5；在(zai)某些用(yong)(yong)途(tu)方(fang)(fang)面，需(xu)要含(han)碳量達到99.9995%，總灰分(fen)含(han)量小于(yu)(yu)5*10-6。高(gao)純(chun)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)的成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)方(fang)(fang)法有(you)擠壓(ya)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)、模壓(ya)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)及等靜壓(ya)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)三種(zhong)。

核能用石(shi)墨材料

石墨是建造核反應(ying)堆(dui)(dui)使用(yong)的(de)減(jian)速材(cai)料和反射材(cai)料之(zhi)一，早(zao)期的(de)反應(ying)堆(dui)(dui)都是石墨堆(dui)(dui)。作為結構材(cai)料使用(yong)的(de)核反應(ying)堆(dui)(dui)用(yong)石墨在(zai)選(xuan)用(yong)原料、工藝(yi)控制、成品檢驗上比石墨電極嚴格得(de)多，也昂貴(gui)得(de)多，核反應(ying)堆(dui)(dui)用(yong)石墨必需具(ju)備下(xia)列性能(neng)：對(dui)慢中(zhong)子(zi)的(de)吸收量小(xiao)、高(gao)(gao)溫強(qiang)度好(hao)、抗熱震(zhen)性高(gao)(gao)、對(dui)快中(zhong)子(zi)的(de)減(jian)速性能(neng)好(hao)、在(zai)輻照下(xia)尺寸(cun)穩定、雜質含(han)量極少。

核石(shi)墨(mo)(mo)必需有較(jiao)高的(de)體(ti)積(ji)(ji)密度，因為(wei)石(shi)墨(mo)(mo)對快中子的(de)減速(su)作用(yong)是依靠快中子對碳原(yuan)子的(de)碰撞(zhuang)作用(yong)而實現(xian)的(de)，單位體(ti)積(ji)(ji)內(nei)碳原(yuan)子越(yue)多，減速(su)效果越(yue)好，所以體(ti)積(ji)(ji)密度是核石(shi)墨(mo)(mo)的(de)主要指標之一，體(ti)積(ji)(ji)密度也與(yu)石(shi)墨(mo)(mo)的(de)氣孔率(lv)和滲透(tou)率(lv)直接有關，為(wei)了避免核燃料(liao)及載熱(re)體(ti)的(de)損失，要將氣孔率(lv)及滲透(tou)率(lv)降(jiang)低到 一定水(shui)平。

各向(xiang)同性石墨

雖然*上(shang)對各向(xiang)同(tong)(tong)性(xing)石(shi)墨(mo)的(de)(de)定義有(you)待(dai)于進一(yi)步明確，一(yi)般是測量產(chan)(chan)品直徑(jing)方向(xiang)和(he)長度方向(xiang)的(de)(de)某些物理性(xing)能指標并計(ji)算其(qi)比(bi)(bi)值(zhi)(zhi)，有(you)的(de)(de)用熱(re)膨脹系數的(de)(de)比(bi)(bi)值(zhi)(zhi)表示，*簡單的(de)(de)是以(yi)電阻(zu)率的(de)(de)比(bi)(bi)值(zhi)(zhi)表示，其(qi)異(yi)向(xiang)比(bi)(bi)在(zai)1.0-1.1范圍內稱為各向(xiang)同(tong)(tong)性(xing)產(chan)(chan)品，超過1.1稱為各向(xiang)異(yi)性(xing)產(chan)(chan)品。制造(zao)各向(xiang)同(tong)(tong)性(xing)石(shi)墨(mo)除使(shi)用一(yi)般石(shi)油焦(jiao)(jiao)外(wai)，還(huan)使(shi)用改性(xing)瀝(li)青焦(jiao)(jiao)、天(tian)然瀝(li)青焦(jiao)(jiao)、氧化(hua)石(shi)油焦(jiao)(jiao)、不經煅燒的(de)(de)生石(shi)油焦(jiao)(jiao)、天(tian)然石(shi)墨(mo)等。

三高石墨(mo)的生產簡介

高純石(shi)墨的生產流程(cheng)根(gen)據產品是各向同性石(shi)墨還是各向異性石(shi)墨，采用哪一種(zhong)成型工藝而定，一般可分為3種(zhong)，見(jian)圖(tu)1。三高石(shi)墨的生產與石(shi)墨電極生產有相似之(zhi)處、技術(shu)關鍵問題簡(jian)要介紹如下：

精選原料

生產(chan)灰(hui)(hui)分較(jiao)低或高純(chun)石(shi)(shi)墨(mo)，*先要選用含雜質元素很少(shao)的(de)(de)石(shi)(shi)油焦，雖(sui)然(ran)在石(shi)(shi)墨(mo)化(hua)過程中，大(da)部分雜質元素在2600-3000攝氏度溫度下可以(yi)除去，但精選原料還(huan)是(shi)很重要的(de)(de)環節(jie)，對石(shi)(shi)油焦的(de)(de)灰(hui)(hui)分一般要求在0.1%以(yi)下，煤瀝青的(de)(de)灰(hui)(hui)分在0.3%以(yi)下。

磨粉(fen)、篩分及配料

生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)細顆粒(li)(li)結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)三高石墨(mo)，大(da)(da)部(bu)分(fen)(fen)用(yong)-0.075mm的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)粉料(liao)(liao)，一部(bu)分(fen)(fen)粉料(liao)(liao)用(yong)-0.042mm或(huo)-0.037mm的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)微粉；生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)超細結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)石墨(mo)，粉子的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)粒(li)(li)度(du)小(xiao)于0.02mm或(huo)更小(xiao)，因此煅(duan)后焦要(yao)使(shi)用(yong)氣流粉碎機(ji)或(huo)其(qi)他生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)超細顆粒(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磨粉設備，細粉的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)級(ji)比較困(kun)難(nan)，分(fen)(fen)級(ji)要(yao)使(shi)用(yong)特殊的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)技術。擠壓成型(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)(chan)品(pin)其(qi)配方的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)焦炭顆粒(li)(li)度(du)與(yu)產(chan)(chan)品(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)截面(mian)(mian)面(mian)(mian)積大(da)(da)小(xiao)成正比，截面(mian)(mian)面(mian)(mian)積越(yue)大(da)(da)越(yue)需要(yao)更多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)(da)顆粒(li)(li)，模壓成型(xing)時焦炭的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)*大(da)(da)顆粒(li)(li)與(yu)產(chan)(chan)品(pin)截面(mian)(mian)面(mian)(mian)積關系不大(da)(da)。配料(liao)(liao)比一般屬于生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)機(ji)密，但其(qi)確(que)定主要(yao)根據經驗(yan)，并不斷加以修正，不同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成型(xing)方法即(ji)使(shi)顆粒(li)(li)料(liao)(liao)比例相(xiang)同(tong)，粘結(jie)劑比例也有區別，通過生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)實(shi)踐(jian)，在(zai)確(que)保質(zhi)量(liang)指(zhi)標和提(ti)高成品(pin)率之間選擇*佳結(jie)合點(dian)。

混捏與成型

混(hun)捏

混(hun)捏(nie)(nie)(nie)一般(ban)都使(shi)用(yong)雙軸攪拌(ban)混(hun)捏(nie)(nie)(nie)鍋，有(you)時使(shi)用(yong)加壓混(hun)捏(nie)(nie)(nie)機，生產微(wei)粉較(jiao)多(duo)的產品時糊料不容易混(hun)捏(nie)(nie)(nie)好，采用(yong)加壓混(hun)捏(nie)(nie)(nie)對提高混(hun)捏(nie)(nie)(nie)質(zhi)量(liang)是(shi)有(you)利的。

成型(xing)

生(sheng)(sheng)(sheng)產三(san)高石(shi)墨(mo)有三(san)種(zhong)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)方法，即擠(ji)壓、模壓和等靜壓（圖2），各有優缺點。擠(ji)壓成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)生(sheng)(sheng)(sheng)產效(xiao)率高，但(dan)成(cheng)(cheng)品(pin)的(de)各向異性(xing)度(du)(du)大。模壓成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)生(sheng)(sheng)(sheng)產效(xiao)率較低，適合(he)于(yu)生(sheng)(sheng)(sheng)產細(xi)顆粒(li)結(jie)(jie)構石(shi)墨(mo)，各向異性(xing)度(du)(du)比(bi)擠(ji)壓產品(pin)小，很多模壓成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)的(de)細(xi)顆粒(li)結(jie)(jie)構產品(pin)糊料混(hun)捏后(hou)要軋成(cheng)(cheng)薄(bo)片(pian)(pian)，使粘結(jie)(jie)劑與(yu)焦粉(fen)(fen)更好的(de)結(jie)(jie)合(he)。軋制的(de)薄(bo)片(pian)(pian)冷卻后(hou)粉(fen)(fen)碎再加入模具內冷壓成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)或加熱到一定(ding)溫(wen)度(du)(du)后(hou)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)（稱為溫(wen)模壓）。

等靜壓(ya)(ya)成(cheng)(cheng)型有兩種(zhong)(zhong)方式，一(yi)種(zhong)(zhong)是將擠壓(ya)(ya)或模(mo)壓(ya)(ya)后(hou)的生制(zhi)品加(jia)熱到一(yi)定溫度(du)裝入等靜壓(ya)(ya)模(mo)具內；另一(yi)種(zhong)(zhong)是將準(zhun)備好的粉料裝入模(mo)具內。裝有材料的模(mo)具置于密封的高(gao)壓(ya)(ya)罐內，在高(gao)壓(ya)(ya)罐內均勻地加(jia)壓(ya)(ya)，壓(ya)(ya)力一(yi)般為(wei)100-200MPa。等靜壓(ya)(ya)生產效率*低(di)，但可(ke)以(yi)生產各向(xiang)同性度(du)較好的成(cheng)(cheng)品石(shi)墨(mo)。振動成(cheng)(cheng)型一(yi)般是生產鋁用炭素制(zhi)品或大(da)規格(ge)(ge)石(shi)墨(mo)電極、炭質(zhi)電極的成(cheng)(cheng)型方法，目前也可(ke)用于成(cheng)(cheng)型特(te)種(zhong)(zhong)石(shi)墨(mo)，由于振動成(cheng)(cheng)型設備比較簡單，采購價格(ge)(ge)低(di)，已經成(cheng)(cheng)為(wei)某(mou)些小型特(te)種(zhong)(zhong)石(shi)墨(mo)廠的主(zhu)要成(cheng)(cheng)型設備。

等靜壓成型

各(ge)向(xiang)同性石墨的(de)(de)成(cheng)(cheng)型(xing)工藝多(duo)數由(you)模(mo)壓(ya)(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)改為(wei)等靜壓(ya)(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)生產(chan)。液(ye)(ye)等靜壓(ya)(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)設備主要由(you)彈(dan)性模(mo)具(ju)、高(gao)(gao)(gao)壓(ya)(ya)容器(qi)(qi)(qi)、框架(jia)和液(ye)(ye)壓(ya)(ya)系統組成(cheng)(cheng)。彈(dan)性模(mo)具(ju)一般用(yong)橡膠或樹脂合成(cheng)(cheng)材(cai)料制(zhi)作，物料顆(ke)粒大(da)小(xiao)和形狀對彈(dan)性模(mo)具(ju)壽命(ming)有(you)(you)較(jiao)大(da)影響，模(mo)具(ju)設計(ji)是液(ye)(ye)等靜壓(ya)(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)的(de)(de)關(guan)鍵技(ji)術問題，彈(dan)性模(mo)具(ju)與制(zhi)品的(de)(de)尺寸和均(jun) 質(zhi)有(you)(you)密切關(guan)系。高(gao)(gao)(gao)壓(ya)(ya)容器(qi)(qi)(qi)多(duo)數是用(yong)高(gao)(gao)(gao)強度合金鋼(gang)直接鑄造后經(jing)機(ji)床加工而(er)成(cheng)(cheng)的(de)(de)厚(hou)壁金屬筒(tong)體(ti)，其(qi)強度足以抵抗強大(da)的(de)(de)液(ye)(ye)體(ti)壓(ya)(ya)力，筒(tong)體(ti)結構也有(you)(you)多(duo)數形式，如雙(shuang)層組合筒(tong)體(ti)、預應力鋼(gang)絲(si)繞加固筒(tong)體(ti)等。液(ye)(ye)壓(ya)(ya)系統由(you)低(di)壓(ya)(ya)泵(beng)(beng)、高(gao)(gao)(gao)壓(ya)(ya)泵(beng)(beng)和增壓(ya)(ya)器(qi)(qi)(qi)及各(ge)種閥門組成(cheng)(cheng)，開始(shi)由(you)流量較(jiao)大(da)的(de)(de)低(di)壓(ya)(ya)泵(beng)(beng)供油(you)，達到(dao)一定壓(ya)(ya)力 后由(you)高(gao)(gao)(gao)壓(ya)(ya)泵(beng)(beng)供油(you)，并由(you)增壓(ya)(ya)器(qi)(qi)(qi)進一步增加高(gao)(gao)(gao)壓(ya)(ya)容器(qi)(qi)(qi)內的(de)(de)液(ye)(ye)體(ti)壓(ya)(ya)力。

液(ye)等(deng)靜壓(ya)成型(xing)設備又(you)分(fen)兩(liang)種類型(xing)，即濕袋(dai)法冷等(deng)靜壓(ya)機和(he)干(gan)袋(dai)法冷等(deng)靜壓(ya)機，圖4為(wei)兩(liang)種冷等(deng)靜壓(ya)罐(guan)的構造原理(li)圖。

濕袋(dai)法冷等靜(jing)壓機(ji)（圖4a) 

此法(fa)(fa)將模具(ju)懸掛在高壓(ya)容器內，根據產(chan)(chan)品(pin)尺寸大小(xiao)可裝入若干個模具(ju)，適用(yong)于批量小(xiao)、尺寸不大、外(wai)形(xing)較復雜的(de)產(chan)(chan)品(pin)。生(sheng)產(chan)(chan)炭素制品(pin)主要(yao)用(yong)濕(shi)袋法(fa)(fa)冷等靜(jing)壓(ya)機。

干(gan)袋法冷等靜(jing)壓機（圖(tu)b）

此法(fa)(fa)適(shi)用(yong)(yong)(yong)于尺寸較大、生產(chan)量大的制品(pin)，此時冷(leng)等(deng)靜(jing)機(ji)設(she)備也(ye)與濕袋法(fa)(fa)所用(yong)(yong)(yong)冷(leng)等(deng)靜(jing)壓機(ji)有區別。增加(jia)了壓力(li)沖(chong)(chong)頭(tou)、限位器和*料器，此法(fa)(fa)將彈性模(mo)具(ju)固定(ding)在高壓容器內(nei)，用(yong)(yong)(yong)限位器定(ding)位，因此又稱為固定(ding)模(mo)法(fa)(fa)。生產(chan)時用(yong)(yong)(yong)壓力(li)沖(chong)(chong)頭(tou)將料粉(fen)裝入模(mo)具(ju)內(nei)并封閉上口。加(jia)壓時，液(ye)體(ti)介質注(zhu)入容器內(nei)的彈性模(mo)具(ju)外圍，對(dui)模(mo)具(ju)加(jia)壓。脫(tuo)模(mo)時不必取出模(mo)具(ju)，用(yong)(yong)(yong)*料機(ji)構*出成型后的生坯(pi)，批量生產(chan)特(te)種(zhong)耐(nai)火材(cai)料多用(yong)(yong)(yong)這種(zhong)等(deng)靜(jing)壓設(she)備。

等靜(jing)壓成型工藝操作程序(xu)（生產炭素(su)制(zhi)品）

模具準備

模具應選(xuan)擇耐油(you)耐熱的材(cai)料(liao)，如用(yong)天然(ran)橡膠制(zhi)成的模具浸在變壓器(qi)油(you)內只(zhi)能使用(yong)1-2次，因(yin)此以(yi)(yi)變壓器(qi)油(you)為(wei)壓力(li)介質(zhi)時一般選(xuan)用(yong)耐油(you)性較(jiao)好的氯(lv)丁橡膠，也可以(yi)(yi)選(xuan)用(yong)聚氯(lv)乙(yi)烯塑料(liao)薄膜制(zhi)成模具。

裝料(liao)

裝入(ru)模具(ju)(ju)的(de)(de)原料(liao)有多種，如未煅(duan)(duan)燒(shao)過的(de)(de)生石油焦(jiao)粉末（可(ke)不用(yong)(yong)(yong)黏結劑）；煅(duan)(duan)燒(shao)過的(de)(de)石油 焦(jiao)粉與瀝(li)青混捏成(cheng)(cheng)的(de)(de)糊料(liao)磨(mo)粉后(hou)使用(yong)(yong)(yong)；煅(duan)(duan)燒(shao)過的(de)(de)石油焦(jiao)磨(mo)成(cheng)(cheng)粉再與粉狀(zhuang)(zhuang)瀝(li)青混合后(hou)使用(yong)(yong)(yong)。不同(tong)的(de)(de)原料(liao)及配比可(ke)以(yi)獲得不同(tong)的(de)(de)成(cheng)(cheng)型(xing)效果及不同(tong)的(de)(de)物(wu)理(li)機械性(xing)能。裝料(liao)時應(ying)(ying)同(tong)時振動，使粉狀(zhuang)(zhuang)原料(liao)在模具(ju)(ju)內初步密(mi)實(shi)。裝完料(liao)后(hou)用(yong)(yong)(yong)手工對模具(ju)(ju)適(shi)當(dang)整形(xing)，然后(hou)將(jiang)模具(ju)(ju)另一端塞(sai)上橡膠塞(sai)或塑料(liao)塞(sai)，并用(yong)(yong)(yong)鐵絲(si)扎緊，防止液體(ti)介質(zhi)侵入(ru)模具(ju)(ju)。為了使粉料(liao)中的(de)(de)氣(qi)體(ti)能在受壓(ya)時充(chong)分排(pai)出，預先(xian)在粉料(liao)中插入(ru)排(pai)氣(qi)管，并外接真空泵(beng)抽氣(qi)。生產某些球(qiu)形(xing)產品時，則應(ying)(ying)先(xian)將(jiang)粉料(liao)用(yong)(yong)(yong)模壓(ya)法預壓(ya)成(cheng)(cheng)球(qiu)體(ti)，再置入(ru)相應(ying)(ying)尺寸的(de)(de)等靜壓(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)模具(ju)(ju)內；壓(ya)制圓柱(zhu)形(xing)制品時的(de)(de)模具(ju)(ju)結構見圖5所(suo)示。*后(hou)把裝好粉料(liao)的(de)(de)模具(ju)(ju)置于高壓(ya)容器中，密(mi)封(feng)高壓(ya)容器入(ru)口后(hou)進(jin)行加壓(ya)。

升壓(ya)(ya)及降壓(ya)(ya)

啟動高(gao)(gao)(gao)壓(ya)泵，將(jiang)液(ye)體介質注入高(gao)(gao)(gao)壓(ya)容器(qi)，并密切注意升(sheng)壓(ya)及排氣(qi)情況。加(jia)壓(ya)一(yi)般采取分階段逐步進行。待壓(ya)力(li)降至常壓(ya)時，打(da)開(kai)高(gao)(gao)(gao)壓(ya)容器(qi)入口(kou)后(hou)取出模具。還可(ke)以(yi)采用(yong)對高(gao)(gao)(gao)壓(ya)容器(qi)加(jia)熱的辦法升(sheng)壓(ya)，因液(ye)體受熱體積膨脹(zhang)，加(jia)熱后(hou)壓(ya)力(li)自動升(sheng)高(gao)(gao)(gao)，但這種壓(ya)力(li)自動升(sheng)高(gao)(gao)(gao)有一(yi)定(ding)限(xian)度。

焙燒及(ji)浸漬

對要(yao)求較高體積密(mi)度(du)(du)的(de)石墨(mo)制(zhi)品來說，焙(bei)(bei)燒中(zhong)容易產(chan)生(sheng)裂紋廢(fei)品，因(yin)此(ci)要(yao)用(yong)較緩慢(man)的(de)升溫曲線(xian)；對小尺(chi)寸產(chan)品的(de)焙(bei)(bei)燒，可(ke)以用(yong)耐(nai)熱(re)(re)鋼板做成方形或圓形的(de)容器焙(bei)(bei)燒，生(sheng)制(zhi)品放在容器中(zhong)并加入填(tian)充料隔離(li)和覆蓋，再(zai)裝到(dao)焙(bei)(bei)燒爐中(zhong)。浸(jin)(jin)(jin)漬(zi)(zi)(zi)貴在浸(jin)(jin)(jin)透，高密(mi)度(du)(du)制(zhi)品要(yao)經2-4次浸(jin)(jin)(jin)漬(zi)(zi)(zi)，每次浸(jin)(jin)(jin)漬(zi)(zi)(zi)后焙(bei)(bei)燒一次；應正確地選擇浸(jin)(jin)(jin)漬(zi)(zi)(zi)劑的(de)軟(ruan)化點（關系到(dao)浸(jin)(jin)(jin)漬(zi)(zi)(zi)劑的(de)粘 度(du)(du)），應控制(zhi)好焙(bei)(bei)燒品浸(jin)(jin)(jin)漬(zi)(zi)(zi)前的(de)預熱(re)(re)溫度(du)(du)及浸(jin)(jin)(jin)漬(zi)(zi)(zi)罐的(de)溫度(du)(du)、壓力、真空度(du)(du)、加壓時間等工藝參(can)數，以達到(dao)*佳的(de)浸(jin)(jin)(jin)漬(zi)(zi)(zi)效果。

石墨化

尺寸較大的(de)(de)(de)三高石(shi)(shi)(shi)(shi)墨直(zhi)接裝在(zai)石(shi)(shi)(shi)(shi)墨化(hua)爐(lu)(lu)(lu)中，小尺寸制品(pin)(pin)(pin)裝在(zai)石(shi)(shi)(shi)(shi)墨坩堝中，再將坩堝裝到(dao)(dao)石(shi)(shi)(shi)(shi)墨化(hua)爐(lu)(lu)(lu)中；對電(dian)阻(zu)率(lv)要求不嚴格(ge)的(de)(de)(de)產品(pin)(pin)(pin)可(ke)以少通(tong)一點電(dian)，對電(dian)阻(zu)率(lv)要求高的(de)(de)(de)產品(pin)(pin)(pin)通(tong)電(dian)到(dao)(dao)符合產品(pin)(pin)(pin)質(zhi)量指標；生產高純石(shi)(shi)(shi)(shi)墨要在(zai)石(shi)(shi)(shi)(shi)墨化(hua)后期通(tong)入純化(hua)氣(qi)(qi)體(ti)（氯氣(qi)(qi)和氟里(li)昂），通(tong)入純化(hua)氣(qi)(qi)體(ti)需(xu)在(zai)爐(lu)(lu)(lu)溫上升到(dao)(dao)1800攝氏(shi)度(du)以后進行(xing)，先通(tong)入氮氣(qi)(qi) ，當(dang)達到(dao)(dao)1950攝氏(shi)度(du)左(zuo)右(you)時(shi)通(tong)入氯氣(qi)(qi)，達到(dao)(dao)2350攝氏(shi)度(du)左(zuo)右(you)時(shi)通(tong)入氟里(li)昂，此時(shi)氯氣(qi)(qi)繼(ji)續通(tong)入，一直(zhi)到(dao)(dao)停止送電(dian)后再繼(ji)續通(tong)氯氣(qi)(qi)和氟里(li)昂數小時(shi)，這是(shi)為了(le)防止已經汽化(hua)的(de)(de)(de)雜質(zhi)氣(qi)(qi)體(ti)反(fan)方向向爐(lu)(lu)(lu)芯(xin)擴散(san)。

結語

改革開放以來，中國(guo)(guo)炭素(su)工(gong)業(ye)有了(le)較大發展，已(yi)經(jing)成為炭素(su)制品生(sheng)產(chan)大國(guo)(guo)。但與*上工(gong)業(ye)發達(da)*相比，在質量、品種(zhong)、能(neng)耗等(deng)方(fang)面還有一定(ding)差距，至今，許多(duo)國(guo)(guo)內需要的(de)高質量特種(zhong)石墨(mo)還是依賴進口，要在特種(zhong)石墨(mo)生(sheng)產(chan)領域趕上**技術水(shui)平任重道遠。