石墨課堂—影響石墨化的因素
影響石墨化的主要因素是原料、溫度、時(shí)間、壓力和催化劑等。原料:在石墨化制品生產(chǎn)中,選擇易石墨化的原料是先決條件,在同樣熱處理溫度下,易石墨化炭更容易成長(zhǎng)為石墨晶體。因此,高功率、超高功率電極都采用易石墨化的針狀焦做原料。假如我們選擇的原料質(zhì)量不好,特別是含硫量高,那么在石墨化過程中,這些元素的原子就會(huì)不同程度地浸入碳原子的點(diǎn)陣,并在碳原子點(diǎn)陣中占據(jù)位置,造成石墨晶格缺陷,使制品石墨化程度降低。

溫度:溫度決定著石墨化程度。不同的碳材料,開始石墨化溫度不同。石油焦一般在1700℃就開始進(jìn)入石墨化,而瀝青焦則要在 2000℃左右才能進(jìn)入石墨化的轉(zhuǎn)化階段,對(duì)石油焦而言石墨化溫度應(yīng)大于 2500℃。
時(shí)間:石墨化程度和高溫下的停留時(shí)間也有一定的關(guān)系,但是效果遠(yuǎn)沒有提高溫度明顯。當(dāng)溫度太低時(shí),即使熱處理時(shí)間很長(zhǎng),石墨化程度也不好。而在3000℃,時(shí)間很短,電阻率很快就下降了。

壓力:加壓對(duì)石墨化有明顯的促進(jìn)作用。研究者把石油焦等碳化物在1~10GPa的壓力下加熱時(shí)發(fā)現(xiàn),在 1400~1500℃的低溫下就開始石墨化。相反,減壓石墨化時(shí),對(duì)石墨化有抑制作用。實(shí)踐證明,如果石墨化在真空條件下進(jìn)行,則它將達(dá)不到一般大氣壓下能夠達(dá)到的石墨化程度。

催化劑:在一定的條件下,添加一定數(shù)量的催化劑,可以促進(jìn)石墨化的進(jìn)行,如硼、鐵、硅、鈦鎳、鎂及其某些化合物等。但催化劑的添加有其最佳加人量。過多地添加必將適得其反。目前在煉鋼用的始末電極中常添加鐵粉或鐵的氧化物做添加劑。