石墨材料材料加工制备
石墨的制备
石墨的制备
石墨是一种天然矿物，由碳元素构成，具有良好的导电性和热导性。
石墨在许多领域都有重要的应用，比如在锂电池、润滑剂、高温材料等方面都有广泛的用途。
然而，要想充分发挥石墨的性能，首先需要对其进行制备。
石墨的制备方法有多种，其中最常见的是自然石墨的加工和化学合成。
自然石墨是地壳中具有晶体结构的矿物，主要由碳元素构成。
通过加工处理，可以将自然石墨加工成不同形状和尺寸的产品，满足不同领域的需求。
化学合成石墨主要通过碳源原料如石墨烯、碳纳米管等，经过高温热解或化学气相沉积等方法制备得到。
在自然石墨的加工过程中，首先需要将矿石进行粉碎、磨碎，去除其中的杂质。
然后通过高温热解或化学气相沉积等方法，将石墨矿石转化为石墨粉或石墨块。
这些石墨制品可以根据需要进行后续加工，比如制备石墨电极、石墨导热材料等。
化学合成石墨的制备过程相对复杂，需要精密的实验条件和设备。
一般来说，首先要选择合适的碳源原料，比如石墨烯、碳纳米管等。
然后通过高温热解或化学气相沉积等方法，在特定的气氛条件下，将碳源原料转化为石墨。
这种方法可以制备出高纯度、高晶度的石墨制品，具有优异的性能。
总的来说，石墨的制备是一个复杂的过程，需要精密的实验技术和
设备。
不同的制备方法适用于不同的应用领域，需要根据具体需求进行选择。
随着科技的发展，石墨制备技术也在不断创新，为石墨的应用提供了更多可能性。
相信随着技术的不断进步，石墨在未来会有更广泛的应用前景。
石墨生产原料
石墨生产原料主要包括石油焦、针状焦和煤沥青。
石油焦是石油渣油、石油沥青经焦化后得到的可燃固体产物，属于易石墨化炭一类，是生产人造石墨制品及电解铝用炭素制品的主要原料。
针状焦是外观具有明显纤维状纹理、热膨胀系数特别低和很容易石墨化的一种优质焦炭，焦块破裂时能按纹理分裂成细长条状颗粒，在偏光显微镜下可观察到各向异性的纤维状结构。
煤沥青是煤焦油深加工的主要产品之一，按其软化点高低分为低温、中温和高温沥青三种。
此外，石墨矿石也是制造石墨的重要原料，分为结晶石墨和无定形石墨两大类，其中结晶石墨品质优良，主要产于中国、印度、巴西、加拿大等地，是制造高档石墨制品的主要原材料。
无定形石墨则主要产于中国、俄罗斯等地，一般用于制作石墨粉末和石墨涂料等。
在石墨加工过程中，原料首先需要经过破碎、筛分等工艺处理，得到符合要求的石墨粉末。
然后将石墨粉末浸渍在酚醛树脂中并压制成形，再经过高温烧结处理，最终得到具有一定强度和导电性能的石墨制品。
以上内容仅供参考，如需更多信息，建议查阅相关文献或咨询石墨生产领域的专家。
石墨板的生产工艺
石墨板的生产工艺石墨板是一种由石墨粉和树脂组成的复合材料，常用于电子元件、热传导、电磁屏蔽等领域。
下面将介绍石墨板的生产工艺。
首先，石墨板的生产过程主要包括原材料准备、混合、成型、固化和加工五个步骤。
原材料准备阶段，需要准备石墨粉和树脂，其中石墨粉是石墨板的主要成分，树脂则用来起到粘合和固化的作用。
石墨粉通常使用高纯度的天然石墨经过粉碎、筛分等工艺得到，而树脂则选择适合石墨粉的树脂进行配制。
混合阶段，将事先确定好比例的石墨粉和树脂加入混合机中进行充分搅拌。
这个过程中需要控制好搅拌时间和搅拌速度，以保证石墨粉和树脂能够均匀混合，形成均匀分散的石墨/树脂混合体。
成型阶段，将混合好的石墨/树脂混合体放入模具中进行成型。
成型有两种常用的方法，一种是压制成型，另一种是浇注成型。
在压制成型中，将混合体放入压制机中进行压制，压力和时间需要根据具体情况来确定。
而在浇注成型中，则是将混合体倒入已经设计好形状的模具中，然后通过振动和震动等加工方式来排除气泡，使混合体充分填充到模具中。
固化阶段，成型好的石墨板需要经过固化过程。
固化的目的是让树脂起到粘合的作用，并形成结构稳定的石墨板。
固化的方式有很多种，可以是自然固化，也可以是通过加热、加压等方法来加快固化过程。
最后，经过固化的石墨板需要进行加工和磨光。
加工过程包括切割、打孔等工艺，以得到符合要求的石墨板尺寸。
磨光过程则是将石墨板表面进行抛光，使其得到更好的光洁度和平整度。
综上所述，石墨板的生产工艺包括原材料准备、混合、成型、固化和加工五个步骤。
通过控制好每个步骤的工艺参数，可以制造出具有良好性能的石墨板产品。
石墨加工方法
石墨加工方法前言石墨是一种重要的非金属材料，具有良好的导电性、导热性和润滑性。
在工业生产中，常常需要对石墨进行加工，以满足不同领域的需求。
本文将从石墨的特性、加工方法和应用领域等方面进行探讨。
石墨的特性石墨是一种由碳元素形成的晶体，具有以下特性： 1. 导电性：石墨的导电性能良好，是金属的导电性的一半，可用于制造导电材料和电极。
2. 导热性：石墨的导热性较好，热传导系数高，可用于制造散热材料和制冷材料。
3. 润滑性：石墨具有良好的润滑性，可用于制造摩擦材料和润滑材料。
4. 耐腐蚀性：石墨具有较好的耐腐蚀性，可在酸碱等恶劣环境下使用。
5. 高温稳定性：石墨的熔点高达3850℃，在高温下仍能保持稳定。
石墨的加工方法石墨的加工方法主要有以下几种：1. 切削加工切削加工是一种常用的石墨加工方法，可以通过车削、铣削、钻削等工艺将石墨材料切削成所需形状。
在切削过程中，需要使用合适的刀具，并控制切削参数，如切削速度、进给量和切削深度等。
切削加工适用于加工复杂形状和高精度要求的石墨零件。
2. 磨削加工磨削加工是一种通过磨削石墨材料表面来达到精加工的方法。
磨削可以使用砂轮、金刚石磨头等磨料进行，可以提高石墨材料的表面精度和光洁度。
磨削过程中，需要控制磨削速度、进给量和磨削压力等参数。
磨削加工适用于加工精密度高、表面要求光洁的石墨零件。
3. 铸造加工铸造加工是一种通过将熔化的石墨注入到模具中，待石墨冷却凝固后得到所需形状的方法。
铸造加工适用于加工大型、复杂形状的石墨零件，可实现批量生产。
4. 电火花加工电火花加工是一种利用电火花放电加工石墨材料的方法。
通过电极和工件之间的电火花放电，在工件上形成微小的放电坑，从而实现对石墨材料的加工。
电火花加工适用于加工细小、精密的石墨零件。
石墨的应用领域石墨的应用领域非常广泛，主要包括以下几个方面：1. 铸造行业石墨在铸造行业中被广泛应用，可用于制造铸模、铸造模具和冷却器等。
人造石墨的制备过程
人造石墨的制备过程人造石墨是一种由石墨矿石经过加工处理而得到的人工合成材料。
石墨矿石是一种具有层状结构的矿石，主要由碳元素构成。
而人工合成的石墨则可以通过多种方法获得，其中一种常见的方法是化学气相沉积法。
化学气相沉积法是一种利用化学反应在气相中合成材料的方法。
具体制备人造石墨的步骤如下：1. 原料准备：首先需要准备石墨矿石粉末作为原料。
石墨矿石通常经过破碎、磨粉等处理，得到细小的石墨粉末。
2. 反应器准备：准备一个反应器，反应器内部包含一个基底，可以是金属片或者其他适合的材料。
基底的选择要考虑到反应温度和反应气氛的要求。
3. 反应气氛控制：将反应器置于高温炉或者热处理炉中，并通过控制气氛，使其处于适合的反应环境中。
通常使用氢气作为载气，同时加入一定的甲烷或乙烷等含碳气体。
4. 反应进行：将石墨矿石粉末均匀地铺在基底上，并将整个反应器封闭。
然后，在适当的温度和气氛条件下，进行化学反应。
石墨矿石粉末会在气氛中逐渐分解，产生碳原子，并在基底上沉积形成石墨层。
5. 沉积时间控制：根据需要和实验条件，控制反应时间，通常反应时间较长，可达数小时至数十小时。
6. 冷却处理：当反应结束后，将反应器从高温炉中取出，进行冷却处理。
冷却过程需要缓慢进行，以避免石墨层受到过快的温度变化而破裂。
7. 石墨脱附处理：在冷却后，将基底从反应器中取出，并进行石墨脱附处理。
通常采用化学方法或机械方法，将石墨层与基底分离。
8. 石墨处理：将脱附后的石墨层进行进一步的处理。
可以采用研磨、筛分等方法，得到所需的石墨粉末或石墨块。
通过以上步骤，我们就可以获得人造石墨。
人造石墨具有很高的纯度和均匀的结构，可以用于制备石墨电极、导热材料、石墨催化剂等多种应用领域。
同时，人造石墨的制备过程可以根据实际需求进行调整和优化，以获得更好的性能和效果。
总结起来，人造石墨的制备过程包括原料准备、反应器准备、反应气氛控制、反应进行、沉积时间控制、冷却处理、石墨脱附处理和石墨处理等步骤。
合成石墨生产工艺
合成石墨生产工艺
合成石墨是一种人工合成的非晶态碳材料，主要通过碳原子的化学反应来制备。
下面是一种合成石墨的工艺流程：
1. 原料准备：将碳源，如石油焦炭、天然石墨或粉煤等，研磨成细粉末，并去除杂质。
2. 原料热处理：将细粉末原料置于高温炉中，进行热处理。
此步骤可将原料中的氧、氢等非碳元素去除，使得原料纯化。
3. 原料加工：经过热处理的原料会变得更加容易加工，在适当的温度和压力下，将原料压制成块状。
4. 高温石墨化：将固态原料块置于高温石墨化炉中，通入高纯度的惰性气体（如氩气），并升高温度。
在高温下，碳原料会发生结构变化，形成石墨结构。
5. 冷却和分级：经过石墨化反应后的样品冷却至室温，并进行粒度分级，将符合要求的石墨产品分离出来。
6. 石墨产品处理：经过分级的石墨产品可能还需要进行进一步的处理，如研磨、烧结、表面处理等，以满足特定的技术要求。
需要注意的是，合成石墨的工艺流程可以有所不同，因为不同的工艺条件和设备会对最终的石墨产品性质产生影响。
以上是一种较为常见的合成石墨生产工艺。
年产5500吨高纯石墨生产工艺流程全解
高纯石墨是一种纯净度较高的石墨材料，广泛应用于电子、化工、冶金等领域。
下面是年产5500吨高纯石墨的生产工艺流程全解：1.原料准备：选用高纯度的石墨矿石作为原料，经过粉碎、筛分、洗涤等工序，得到适合生产高纯石墨的原料。
2.酸洗：将原料通过酸洗工艺，去除其中的杂质和氧化物。
首先将原料放入酸洗槽中，与稀硫酸或氢氟酸进行反应，去除大部分金属杂质和氧化物。
3.碱洗：酸洗后的原料还需要进行碱洗工艺，以进一步去除残留的酸性物质。
将原料浸入浓碱液中，通过化学反应去除酸性物质。
4.精细研磨：将碱洗后的原料进行精细研磨，使其颗粒尺寸更加均匀和细小。
通过球磨机等设备进行研磨处理，得到粒度适合的石墨颗粒。
5.石墨浮选：将精细研磨后的石墨颗粒进行浮选工艺，以分离出高纯度的石墨。
选用适当的药剂和浮选机进行浮选，将石墨颗粒与其他杂质分离。
6.石墨浆料制备：将通过浮选分离出的高纯度石墨与适量的水或其他溶剂混合，搅拌制备成石墨浆料。
石墨浆料需要经过一定的时间和条件，使其达到最佳的浆料性质。
7.过滤：将石墨浆料经过过滤处理，去除其中的固体颗粒和杂质。
通过压滤机等设备进行过滤，得到纯净的石墨糊。
8.干燥：将过滤后的石墨糊进行干燥处理，去除其中的水分。
可以通过烘干机、真空烘干机等设备进行干燥，将石墨糊转化为干燥的石墨。
9.烧结：将干燥后的石墨进行烧结处理，提高其致密度和机械强度。
将石墨放入高温炉中，在适当的温度和时间条件下进行烧结。
10.二次碳化：通过加热处理，使石墨中的碳元素进行再次碳化反应，提高其纯度。
将石墨放入碳化炉中，在高温环境下进行二次碳化处理。
11.精加工：将二次碳化后的石墨进行精加工，可以利用研磨、抛光等方式，得到符合要求的高纯石墨制品。
12.质量检验和包装：对生产出的高纯石墨进行质量检验，包括外观检查、化学成分分析、物理性能测试等。
符合质量标准后，进行包装和存储，准备出厂。
以上是年产5500吨高纯石墨的生产工艺流程全解，通过一系列工艺步骤，从原料准备到最终成品，不断提高石墨的纯度和品质，满足市场需求。
高纯石墨的制备研究_学位论文
高纯石墨的制备研究王磊摘要为了改进传统的高纯石墨生产方法，找到高效环保的生产工艺，采用密闭微波消解技术对石墨进行了提纯。
系统地研究了石墨样品的预处理、消解液的配比、消解压力、微波消解时间和微波消解功率对提纯效果的影响。
通过轮换实验得出了以下结论：随着HCl/HNO3比值和微波消解功率的增加产品固定碳含量先增大后减小；产品固定碳含量随着石墨原料微波预处理时间、微波消解压力和微波消解时间的增加而增加。
同等反应条件下，石墨原料经微波预处理5min，取出骤冷，产品固定碳含量更高。
密闭微波消解提纯石墨的最佳实验条件：原料经过微波预处理5min后骤冷，消解液选用HCl:HNO3 ＝2:2，消解功率800W，消解压力2.0Mpa，消解时间30min。
制得了固定碳含量为99.449％的石墨产品。
关键词高纯石墨，微波，提纯ABSTRACTIn order to improve the traditional methods of production of high-purity graphite and find environmentally friendly and efficient production processes, the closed microwave digestion technique had been used in purification of graphite. The Influence factor of purity such as the pretreatment of graphite samples, the ratio of liquid digestion, digestion pressure, digestion time and microwave power have been systematically studied.The result of experiment obtained by rotation experiment showed that: with the increase of the ratio of HCl/HNO3and microwave digestion power, the content of carbon in the product increased first and then decreased; with the increase of the pretreatment time, digestion time and digestion pressure, the content of carbon increased ; in the same reaction conditions, the content of carbon is more higher as the graphite materials is dealt with by microwave pretreatment for 5min, sudden cold and then.The best experimental conditions of closed microwave digestion purification of graphite are as followed: after a microwave pre-treatment of raw materials after the first 5min，sudden cold ，digestion solution selected HCl: HNO3= 2:2, digestion power 800W, digestion pressure 2.0Mpa, digestion time 30min. The content of carbon in the product at the best conditions is 99.449%.Key words High-purity graphite, microwave, purification目录摘要 (I)ABSTRACT (III)目录 (1)1 绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2研究现状 (2)1.2.1 高碳石墨提纯工艺 (2)1.2.2 微波技术加热原理 (4)1.2.3 微波技术的应用 (4)1.3课题的研究内容 (5)1.4课题的目的及意义 (5)2 高纯石墨制备实验 (7)2.1实验药品及仪器 (7)2.1.1 实验药品 (7)2.1.2 实验仪器 (7)2.2实验方案 (7)2.2.1消解样品称样量的确定 (7)2.2.2 实验因素及实验安排 (8)2.3实验步骤 (9)2.3.1 石墨原料的预处理 (9)2.3.2 高纯石墨的制备 (9)3 石墨材料固定碳含量测定方法 (10)3.1GB/T3521-1995一般规定 (10)3.2测定步骤 (10)4 结果与分析 (11)4.1消解液对提纯效果的影响 (11)4.2石墨原料预处理对提纯效果的影响 (12)4.3微波消解功率对提纯效果的影响 (13)4.4微波消解压力对提纯效果的影响 (13)4.5微波消解时间对提纯效果的影响 (14)结论 (15)参考文献 (16)致谢 (17)1 绪论1.1 研究背景石墨是碳质元素结晶矿物，它的结晶格架为六边形层状结构，每一网层间的距离为3.40Å，同一网层中碳原子的间距为1.42 Å。
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94%）
Crystal unit> 1µmຫໍສະໝຸດ Flake graphite
<1µm
Microcrystalline graphite （晶粒很细）
间相沥青分子[2]; (c) 萘系中间相沥青分子[3] 萘系即卫生球
[1] Zimmer JE, White JL. Disclination structure in carbonaceous mesophase and graphite. Aerospace report, 1976: 1-5
[2] Fitzer E. Carbon fibers and their composites. New York: Springer-Verlag, 1985 [3] Mochida I, Shimizu K, Korai Y, et al. Preparation of mesophase pitch from aromatic
0.3354nm（理想单晶石墨）。 实际上人工炭达不到0.3354nm
石墨化度G: (0.344-d002)/(0.344-0.3354)
Formation of graphitic regularity
Homogeneous graphitization
Heterogeneous graphitization
天然鳞片石墨的提纯
化学提纯：
酸法：在反应釜中与HCl, HF, HCl+HF反应（一定温度下），再水 洗干燥筛分包装(99.8%)
HF是一个祸害，对环境污染很厉害，对人危害也很大，剧毒
碱法：中碳石墨熔融烧碱水洗盐酸中和水洗干燥筛 分包装(99.9%)
高温提纯：卤素气体，高温下通入卤素气体与石墨中的灰份反应 （99.99%），加热到2500°C以上
天然鳞片石墨的提纯(二）
物理提纯： 石墨在4500C以上升华，将石墨在石墨炉中加热到3000C以上， 低沸点灰份蒸发去(99%)
天然石墨的改性
粉体颗粒改性 球形化 表面氧化 表面包覆 插层
人工炭材料
碳黑用作橡胶的增强剂
人工炭材料的原料
各种富碳的有机物 动植物（木、竹、骨等） 煤 油 气 树脂
hydrocarbons by the aid of HF/BF3. Carbon, 1990, 28(2): 311-319
炭质中间相形成的“颗粒单元基本构筑”理论
炭质中间相形成的BGBU过程
石墨化(Graphitization)
由碳向有序排列的石墨结构转变。高于2500C。 晶体尺度（Crystallite size Lc）：由5nm（碳）增加到100nm以上。 面间距(Interlayer spacing d)：由0.344nm以上（未完全石墨化）降到
炭化(Carbonization)
原料在还原性或惰性气氛中缓慢加热，有机物分解成残余碳和挥发性 化合物，几种反应同时发生： ——脱氢反应，凝聚反应，同素异质转变。 ——热解，热聚（链变成环（芳香环））
残余碳含量与原料种类和热解温度有关 ——90wt%,900C; 99wt%,1300C 碳收率(Carbon Yield): 炭化后残余碳含量与炭化前原料质量之比
石墨材料材料加工制备
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第一章 碳材料的制备
天然碳材料 天然石墨的类型 提纯 改性
人工碳材料 原料 碳化（气、液、固） 中间相 石墨化
天然石墨的种类
晶质石墨：致密晶质石墨(Vein, >0.5mm)，鳞片石墨 (Flake, 1m0.5mm)。碳在石头里过饱和析出，含碳量超过每吨30kg, 就有开采价 值
炭化过程示意图
热聚反应
中间相
液相炭化
原料：沥青、重质油等 通常≤500 ℃进行 出现以缩聚稠环芳香烃结构为主体的液晶状态，即中间相
（mesophase）
是一种有序结构，炭化学叫中间相，实际是液晶
产品：针状焦、MCMB（中间相碳微球）
炭质中间相的形态
图1炭质中间相的典型聚芳烃分子模型. (a) 煤系中间相沥青分子[1]; (b) 石油系中
石墨化机理
l 消除层面内和层面间的缺陷 l 晶体逐渐长大 l 消除交叉键 l ABAB密排结构形成 l 碳环和单原子移动来填充空位和消除位错
谢谢观看
共同学习相互提高