纯石墨制备技术工艺配方资料精选

        强度高、抗热震性好、耐高温、抗氧化、电阻系数小

国际新技术资料网 创新科技之路
New Technology Of High Purity Graphite
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各位读者:大家好!

       自从我公司2000年推出每年一期的石墨及石墨烯制造系列列新技术汇编以来,深受广大企业的欢迎,在此,我们衷心地感谢致力于创新的新老客户多年来对我们产品质量和服务的认同,由衷地祝愿大家工作顺利!

       石墨产业未来市场前景十分广阔。传统应用领域对石墨消费拉动、新兴领域拓展是石墨产品未来市场的增长点。耐火材料行业是石墨消费的重要领域,镁碳砖对石墨的需求量占我国石墨消费量的近1/3,电动汽车锂电池负极材料,钢铁行业的持续稳定发展将促进石墨产业持续稳定增长。随着高新技术的发展、新材料产业将成为石墨产业新的增长点,高性能石墨导电材料、密封材料、环保材料、热交换材料、石墨烯等新兴材料以及制品产业将会得到快速发展。

       石墨产品需求结构将不断升级,球型石墨、柔性石墨、石墨电极、核石墨等加工产品将成为新的市场热点;利用具有自主知识产权的创新性技术,研究开发优质石墨新材料、广泛应用于能源、环保、国防等领域。未来产品需求专业化程度不断加强,满足下游领域对高性能、专业化石墨材料制品需求将成为发展主流,由石墨原材料向深加工加工及其制品方向发展趋势明显,同时,大力发展节能环保、新能源、生物、高端装备制造、新材料、新能源汽车等战略新兴产业,从而带动石墨产业快速发展。

       本期所介绍的资料,系统全面地收集了到2023年石墨及石墨烯制备制造最新技术,包括:优秀的专利新产品,新配方、新产品生产工艺的全文资料。其中有许多优秀的新技术在实际应用巨大的经济效益和社会效益,这些优秀的新产品的生产工艺、技术配方非常值得我们去学习和借鉴。
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2024新版《石墨提纯、高纯石墨制造工艺配方精选汇编》

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2024新版《氮化硅陶瓷制造新技术工艺配方精选汇编》

2024新版《氮化硅陶瓷制造新技术工艺配方精选汇编》

本篇专辑精选收录了国内外关于氮化硅陶瓷最新技术工艺配方技术资料。涉及国内外著名公司、科研单位、知名企业的最新技术全文资料,工艺配方详尽,技术含量高、环保性强是从事高性能、高质量、产品加工研究生产单位提高产品质量、开发新产品的重要情报资料。

【资料页数】778页 (大16开 A4纸)
【资料内容】80项
【交付方式】上海中通
【资料合订本】1580元  书籍:(上、下册)
【资料电子版】1360元(PDF文档)邮件发送


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本篇专辑精选收录了国内外关于氮化硅陶瓷最新技术工艺配方技术资料。涉及国内外著名公司、科研单位、知名企业的最新技术全文资料,工艺配方详尽,技术含量高、环保性强是从事高性能、高质量、产品加工研究生产单位提高产品质量、开发新产品的重要情报资料。

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1   哈尔滨工业大学氮化硅‑氧氮化硅柱孔复相陶瓷材料及其制备方法:通过以石英纤维为原料制备氮化硅‑氧氮化硅柱孔复相陶瓷材料,解决了多孔氮化硅基陶瓷材料在制备过程中收缩率高和开气孔率较低的问题。

2   一种低收缩率多孔氮化硅陶瓷及其制备方法:制备的低收缩率多孔氮化硅陶瓷操作简单,成型周期短,制品的结构与密度均匀,性能稳定可靠,与注浆成型相比,凝胶注模成型不需要昂贵的成型模具,一般以水作分散介质,只需少量的粘合剂,因此不需要严格的排胶工序,适合批量生产及特殊制件的一次成型。

3   一种多孔氮化硅陶瓷及其制备方法:制备的过程中,通过甘油和聚乙烯醇缩丁醛的设置,使得物料之间的收缩率接近相同,从而使得防止陶瓷出现裂纹的情况,提高陶瓷的质量,且在对陶瓷材料混配时,通过分散剂提高物料之间的溶合效果,从而提高陶瓷的烧结效果。

4   一种高导热氮化硅陶瓷基板及其制备方法:通过在原料配比中引入炭黑,并且烧结分两步加热进行,使炭黑和氮化硅的氧杂质在合适的温度和气氛条件下充分地发生化学反应,有效地降低氮化硅陶瓷的晶格氧含量,从而提高其热导率。本发明所制备的氮化硅陶瓷基板具有高热导率和高抗弯强度的良好性能。

5   一种氮化硅陶瓷前处理及其制备方法:前处理方法有效避免了氮化硅陶瓷在空气气氛烧结中的氧化,也可有效减少氮化硅埋粉的氧化,实现了氮化硅陶瓷在空气气氛中的烧结;并且所用氮化硅埋粉和二氧化硅粉容易分离,且可反复多次复用,可大幅降低埋粉消耗,减少成本。

6   高导热氮化硅陶瓷材料及其制备方法:

7   提高氮化硅陶瓷基板材料热导率和力学性能的硅热还原方法:

8   陕西科技大学技术,一种纳米木质素‑氮化硅基陶瓷及其制备方法:木质素为纳米大小,所以能够与氮化硅基体更好地结合在一起,能表现出更好的力学性能。

9   一种氮化硅陶瓷球的生产方法:具有提高氮化硅颗粒压制成型效率的效果。

0氮化硅陶瓷材料及其制备方法和应用、防弹插板:采用特定的组分及配比,其中,通过氮化物晶须和碳化物晶须和稀土氧化物对氮化硅粉体的共同作用,可以增强碳化硅陶瓷材料的抗弯强度和断裂韧性,且氮化物晶须与碳化物晶须配合,还可以提高碳化硅陶瓷材料的抗弹性能。提高了材料的硬度及弹性模量。

11一种耐腐蚀氮化硅陶瓷及其制备方法和应用:以六铝酸钙作为主烧结助剂,以氧化铬和二氧化硅作为辅助烧结助剂,其中六铝酸钙具有优异的耐腐蚀性,在烧结过程中能够形成高耐腐蚀性晶界相,从而提高氮化硅陶瓷的耐腐蚀性,所得氮化硅陶瓷在酸性或碱性环境中具有低重量减少率和弯曲强度减少率。

12武汉科技大学技术,光伏级硅冶炼用氮化硅骨架增强石英基陶瓷及其制备方法:抗折强度高和高温形变小,光伏级硅冶炼中无需石墨护板,能有效避免光伏硅污染。

13一种航空轴承用高可靠性长寿命氮化硅陶瓷球的制备方法:制备的氮化硅陶瓷球致密度达到了99.9%以上,维氏硬度(HV10)大于1500,压碎载荷比大于45%,韦布尔模数大于15,滚动接触疲劳寿命(RCF)在400h以上,特别适合用来制造航空轴承用滚动元件。

14一种氮化硅导电陶瓷及其制备方法:降低加工难度,提高加工效率。制备方法简单,原料易得,赋予氮化硅陶瓷优良的导电性能,扩大了氮化硅陶瓷的使用范围,因此,本发明所述制备方法具有重要的意义。

15一种适用3DP成型工艺用氮化硅陶瓷粉体及处理方法:经过粉料颗粒级配、粉料成分改性、粉料后处理,可以很好地改善3DP成型制件的表面质量,降低制件表面粗糙度,成型尺寸精度达±0.3mm。

16先进陶瓷粉体制备技术领域,一种氮化硅粉体的制备方法:整个制备过程只有在1350℃以下才会通入氮气或氮氢混合气,硅粉氮化反应才会发生,可以防止β氮化硅生成,因此更有利于α‑Si3N4的生成,得到的α‑Si3N4含量在93%以上;提高了氮化硅粉体的净产率,降低了生产成本。

17一种高耐磨的氮化硅基陶瓷及其制备方法和应用:在高温下的塑性流动实现氮化硅基陶瓷的径向向心流动,从而实现晶粒径向定向织构化,从而获得高耐磨氮化硅基陶瓷。

18广东工业大学,一种用碳包覆制备制备低氧含量、高热导的氮化硅陶瓷的方法及其应用:可精确控制碳层分布和精准调节碳层结构,有效还原氮化硅表面二氧化硅,降低氮化硅粉末氧含量,提高氮化硅陶瓷热导率。该氮化硅陶瓷的致密度高于98.5%,其热导率可达80W/(m·K)以上。

19一种高强高硬氮化硅耐磨片的制备方法:通过优化配方和工艺参数,制得的氮化硅耐磨片具有耐磨性好、尺寸均匀、成品率高等优点,广泛应用于钢铁厂、港口、矿山机械的管道和料仓表面的耐磨贴片。

20吉林大学技术,高强度透明氮化硅陶瓷的高温高压制备方法:工艺流程简单,不需要添加烧结助剂;简化了透明陶瓷材料的制备流程,缩短了材料制备周期和烧结时间;通过温度和压力来调节氮化硅(β‑Si3N4)的形貌和性能,制备出了高强度的透明氮化硅(β‑Si3N4)陶瓷。

21用于旋流燃烧器的无机纤维补强氮化硅陶瓷的制备方法:制成的无机纤维补强氮化硅的陶瓷的韧性得以提高,该陶瓷具有气孔率低、强度高、抗热振性好、抗侵蚀性优异和寿命长的优点。

22无机陶瓷材料技术领域的一种仿生氮化硅陶瓷材料及其制备方法:该种仿生氮化硅陶瓷材料及其制备方法,该方法以晶须定向增强薄膜为基元,提高基元的强度,薄层层叠形成陶瓷的氮化硅陶瓷材料,通过仿生人骨结构,溅射助剂形成梯度助剂,保证层状结构的形成,形成层状结构后,提高氮化硅陶瓷的强度和韧性。

23高韧性氮化硅陶瓷及其制备方法,所述高韧性氮化硅陶瓷是以Si3N4作为主相,以SiC纤维、碳纤维、石墨烯、碳纳米管和YB2C2中的至少一种作为第二相,以及金属氧化物和稀土氧化物作为烧结助剂,经过烧结后得到。

24高硬度氮化硅陶瓷及其制备方法,以Si3N4作为主相,以SiC、TiC、ZrC、B4C和金刚石中的至少一种作为第二相,以Al2O3和稀土氧化物作为烧结助剂,以Li2O或/和LiF作为低温烧结助剂,经烧结后得到所述高硬度氮化硅陶瓷。

25武汉科技大学高α相氮化硅粉体及其制备方法:其具有制备工艺简单、对设备要求不高、污染小、合成温度低和生产成本低的特点;所制备的高α相氮化硅粉体具有纯度高、杂质含量低和产业前景大的优点。

26氮化硅陶瓷浆料用烧结助剂复合添加剂、氮化硅陶瓷浆料及其制备方法和应用:提高了氮化硅陶瓷基板材料的强度和韧性,有效改善了氮化硅陶瓷基板材料的力学性能,使得弯曲强度达到600‑900MPa、断裂韧性达到6‑9.5MPa·m1/2。

27一种在常压下烧结制备氮化硅陶瓷的方法:在氮化硅陶瓷生产过程中规避如由于氮化硅陶瓷烧结过程中体积收缩大而导致样品开裂或弯曲等实际问题,并且相比于目前应用最广的热压烧结,还具有生产效率高且成本低的优点,更加有利于氮化硅陶瓷的实际生产。

28通过多因素优化制备高致密度氮化硅陶瓷的方法及制备的氮化硅陶瓷:解决了现有氮化硅陶瓷产品难以获得高致密度(>99.5%)件的问题,产品不仅具有高致密度(>99.5%),也具有极高的强度,这些优异的性能决定了高致密度的氮化硅陶瓷在航空、航天、精密高速轴承、电子封装等领域将有更为广泛地应用。

29高热导率氮化硅陶瓷及其制备方法:加无氧氮化硅镁,利用气压‑热等静压烧结促使陶瓷组织高致密化,然后第二步再利用热处理的办法让晶粒继续异常长大,提高了氮化硅陶瓷的热导率。

30一种多孔氮化硅过滤陶瓷及其制备方法:制备的多孔氮化硅过滤陶瓷气孔率和孔径大小可控,气孔率较高,气孔分布均匀。

31低噪声氮化硅陶瓷基摩擦材料及其制备方法和应用:

32陕西科技大学一种石墨烯增强氮化硅基陶瓷制备方法:力学性能得到增强,并且,石墨烯的加入有利于材料摩擦性能的提升,所以力学性能的提升,能使得此类氮化硅作为良好的耐磨减磨摩擦材料。

33定向孔结构多孔氮化硅陶瓷的制备方法:采用由硅粉和氮化硅粉组成的埋粉包埋所得陶瓷前驱体,在氮气气氛中点燃,引发自蔓延合成,得到所述定向孔结构多孔氮化硅陶瓷。

34北京科技大学一种适合流延和注射成形的氮化硅粉体制备方法:采用高能气流对不规则形状氮化硅粉体进行整形和改性处理,提高粉体颗粒的球形度和流动性,以及粉体的松装密度、振实密度和比表面积,解决因固体粉末颗粒含量低造成坯体初始密度低、烧结收缩率大、容易变形等问题。

35超低含量烧结助剂制备多孔氮化硅陶瓷的方法:

36广东工业大学技术一种高导热高耐磨的氮化硅陶瓷及其制备方法和应用:具有高的导热性和耐磨性,具有良好的切削性能和切削寿命,可应用在陶瓷刀具领域中。

37西安石油大学一种基于反应烧结制备氮化硅的方法:工艺简单,原料成本低,特别是材料在烧结后收缩极小,实现近尺寸烧结,大大降低成本。

38西安交通大学一种定向多孔氮化硅蜂窝陶瓷及其快速制备方法:利用硅粉和氮化硅粉反应放出的热量进行样品烧结,无需利用烧结炉进行高温长时间保温的工艺,具有工艺简单、重复性好、能耗低、成本低等特点。在金属冶炼、气体净化、汽车尾气处理、高温透波和相变储热等领域具有广泛的应用前景。

39清华大学一种共晶增强增韧氮化硅陶瓷的制备方法:制备的氮化硅陶瓷除具备传统氮化硅陶瓷(强度高、致密性好、耐高温、耐磨)的特点外,断裂韧性及塑性得到明显提高,可广泛应用于特种材料领域。

40高热导率、高强度氮化硅陶瓷材料及其制备方法,

41高强度、高韧性、高热导率氮化硅陶瓷材料及其制备方法:

42一种高β相含量致密氮化硅陶瓷及低温制备方法:降低了烧结温度,减少了氮化硅陶瓷的挥发,更好的保持氮化硅陶瓷的优异性能。

43多孔氮化硅陶瓷材料的制备方法:具有极高的孔隙率、孔径结构均匀且有纳米尺寸的二级穿孔的多孔氮化硅材料,极大地提高了材料的过滤吸附、载体催化性能,而且优化介电常数和介电损耗,展现出优异的高频电磁波透过性能。

44高热导率氮化硅陶瓷及其制备方法:解决现有技术氮化硅陶瓷热导率不高的问题。有效地降低氮化硅晶格溶解氧含量,提高氮化硅热导率;氮化锆中的锆离子对氧具有很强的亲和力,可以吸收部分晶格内的氧杂质。稀土氯化物、氟化镱及氮化锆相互配合,还可以增加氮化硅晶粒的尺寸,排出氧杂质。

45广东工业大学一种氮化硅泥料及其制备方法和氮化硅陶瓷件:氮化硅泥料组分简单,且固含量高,从而使得氮化硅泥料的制备时间缩短,稳定性提高,保存时间长。

46低损耗、高导热氮化硅陶瓷的制备方法:

47一种α相氮化硅陶瓷粉体的制备方法:采用两步反应法,将传统的硅粉直接氮化法和自蔓延工艺相结合,生成的氮化硅陶瓷粉体中α相的质量含量≥96%,并且反应时间短,能耗低,节省了生产成本,产量大,单炉产量达到60~200公斤。

48氮化硅陶瓷材料及其制备方法和陶瓷模具:采用特定的组分及配比,通过氮化硅晶须和碳化硅晶须和稀土氧化物对氮化硅粉体的共同作用,不仅可以增强材料的抗热冲击性能,还能够提高氮化硅陶瓷材料的抗弯强度以及断裂韧性。

49青色氮化硅陶瓷及其制备方法:

50华中科技大学技术,一种基于激光选区烧结制备高孔隙率氮化硅陶瓷的方法:制备出复合粉体后,通过激光选区烧结制备出预烧氮化硅陶瓷,并经过后处理工艺制备出高孔隙率氮化硅陶瓷,无需排胶、可成形复杂结构、成形件孔隙率高。

51一种高硬度氮化硅材料的制备方法:原料中改性剂能够增加材料的硬度,并结合相关助剂加速产品在烧结过程中的致密性,并通过添加碳化硅,调节了产品的韧性,从而获得硬度高,强度高的产品。

52一种复杂形状多孔氮化硅陶瓷的增材制造方法

53西北工业大学亚微米级氮化硅中空微球及制备方法:制备工艺稳定,可重复性高,成本低廉,利于氮化硅中空微球的批量化生产。

54超轻质氮化硅泡沫陶瓷的制备方法:

55中南大学一种环路热管以及多孔氮化硅陶瓷的制备方法:制备的陶瓷管具有高孔隙率、高强度和孔隙结构分布均匀等特点,能够取代金属环路热管满足高温条件下环路热管等领域的使用。

56一种低成本氮化硅陶瓷的制备方法:降低了烧结温度和生产成本。

57武汉理工大学高强度氮化硅陶瓷的低温制备方法:致密度高于97%,抗弯强度644~1056MPa。本发明工艺简单,原料价格低廉,制备出的氮化硅陶瓷材料致密、抗弯强度高,在导热陶瓷基板以及冶金、化工领域中具有广阔的应用前景。

58天津大学β‑氮化硅粉体的制备方法:具有氮化温度低、成本低、氮化周期短;所制备的粉体中β‑Si3N4相高达64wt%,粒径小且部分为短棒状。

59氮化硅医用植入材料及其制备方法:材料整体均具有抗菌效果,方便后续按照所需植入体尺寸进行机械加工。

60广东工业大学技术,一种硼化物增强增韧氮化硅陶瓷及其制备方法:采用低温热压烧结,通过向氮化硅陶瓷中引入MB粉并结合高能剪切混合处理方式,在保证高硬度的前提下,提高了其抗弯强度和断裂韧性。该陶瓷的相对密度为97~100%,硬度为19~25GPa,断裂韧性为5~10MPa·m1/2,抗弯强度为500~1000MPa。

61广东工业大学技术,一种过渡金属氧化物抑制氮化硅相变的方法及其制得的氮化硅陶瓷:通过抑制α‑Si3N4到β‑Si3N4的相变,实现氮化硅相变的可控性。

62广东工业大学技术,一种高性能氮化硅多孔陶瓷的制备方法:气孔率高、抗弯强度高,制备工艺简单。

63哈尔滨工业大学技术,一种可制备大尺寸复杂形状氮化硅陶瓷的方法:解决现有直写成型技术无法制备大尺寸的氮化硅陶瓷材料的问题。可用于制备大尺寸复杂形状氮化硅陶瓷。

64氮化硅粉末及制备方法:含有该氮化硅粉末的陶瓷浆料及制备方法。

65武汉理工大学技术,一种双加热模式放电等离子烧结制备致密氮化硅的方法:工艺简单,烧结时间短,可大幅降低烧结温度,并且增加辐射发热体,并安装了保温层,通过调节辅加热功率和主加热功率匹配参数,提高了模具内部温度场的均匀性,从而为烧结均匀致密的大尺寸氮化硅陶瓷提供了有效的保障。

66陕西理工大学技术,一种多级孪晶结构氮化硅高温陶瓷材料的制备方法:先高冲量处理单质硅粉,再与氮气反应得到纳米氮化硅粉,然后加胶球化并脱脂成型得到冷压坯体,最后将成型坯体超高压高温烧结,最终得到多级孪晶结构氮化硅高温陶瓷材料。此方法具有成分控制精度高,工艺稳定性和重复性较强,可实现氮化硅陶瓷材料的高温强韧化。

67制备高强高韧高热导率氮化硅陶瓷的方法:

68性能可控的氮化硅陶瓷植入物及其制备方法:植入物外层相对以alpha相氮化硅为主,内部相对以beta相氮化硅为主,从而达到外表坚硬,内部强韧的效果,既能提高硬度及耐磨性,又能提高其断裂韧性及强度,抵抗裂纹及降低相应破坏的风险。

69中国人民解放军海军工程大学技术:一种氮化硅壳体强化氮化硅泡沫陶瓷的制备方法:能够提高氮化硅泡沫陶瓷的强度。

70中国人民解放军海军工程大学:一种氮化硅纳米线强化氮化硅泡沫陶瓷的制备方法:”提高氮化硅泡沫陶瓷的空隙率和强度。

71清华大学技术,一种制备等轴状α相氮化硅粉末的方法:这种氮化硅粉体的制备工艺周期较短,氮化硅颗粒形貌易于控制,有利于实现大规模工业化生产。

72江苏大学技术,及一种碳固溶氮化硅材料及其制备方法;材料为共价键和金属键混合型,避免由于传统材料微观结构中的氮化硅/碳化硅纤维界面所导致的性能退化,达到强化氮化硅陶瓷材料的机械性能和耐磨性能的目的。结晶度高、高韧性、抗耐磨、在高速陶瓷轴承,抗腐蚀陶瓷涂层等领域有着广泛的应用。

73金属硅化物与金属复合增强的氮化硅烧结体及其制备方法:

74北京理工大学技术,基于聚硅氮烷先驱体的氮化硅陶瓷材料及其制备方法:制备方法,首先将聚硅氮烷、光固化树脂、光引发剂与除泡剂加入球磨机中,200~400rpm转速下球磨1~2小时得到混合均匀的浆料;然后利用光固化成型设备打印成预定形状的陶瓷生坯;再经过干燥和真空烧结得到陶瓷成品。

75一种基于表面改性低温合成制备氮化硅陶瓷粉体的方法:通过表面改性增加相容性,利用氮源分解产生高活性氨气,原位发生碳热还原反应,实现低温合成氮化硅。

76一种整体等弧形氮化硅防弹陶瓷板及其制备方法:氮化硅防弹陶瓷板韧性强,强度大,防弹性能优异。

77西安交通大学技术,一种气固反应结合液相烧结法制备多孔氮化硅陶瓷的方法:高温烧结后材料有~1%的线膨胀,基本实现了材料的净尺寸成型;多孔材料的气孔率可通过调控原料配比、成形压力和烧结温度进行大范围调控,且具有较高的强度。应用于高温过滤器或催化剂载体等领域。

78氮化硅材料:

79济南大学一种通过微观结构调控制备低介电、高强度的多孔氮化硅陶瓷的制备工艺:提高β‑Si3N4的转化率,,提高了其强度。制备工艺成本低,工艺简单,所制得的多孔氮化硅陶瓷孔隙率高、低介电常数且力学性能好。孔隙率在≥50%,介电常数3.3±0.1,抗弯性能在99.89~131.67MPa。

80氮化硅陶瓷及其制备方法:所述氮化硅陶瓷是由包括Si3N4、CaTiO3和烧结助剂作为起始原料经烧结制备得到;在起始原料中,CaTiO3的质量百分比为35%以下,优选为5~35%。

购买理由

高密度高强度石墨国内外研发现状

    美国POCO Graphite Inc 利用超细粉石墨材料在2500℃以上,压力作用下的蠕变特性,成功开发再结晶石墨。再结晶石墨是在高温高压下使多晶石墨晶粒长大并走向排列而得到的高密度材料,石墨体内的缺陷(砂眼、裂纹等)消失,体积密度可达到1. 85-2.15g/cm3


   日本住友金属公司用MCMB 成功研制体积密度1.98-2.00g/cm3高密度各向同性石墨。日本无机材料研究所在沥青的苯不溶物添加油和1, 2一苯并菲等高沸点有机化合物,加热至350-600,制成粒径>1-100 的MCVIB 在4MPa的成型压力下成型,石墨化后得到高密度各向同性石墨。


  揭斐川电气公司用B阶缩合稠芳多核芳烃(COPNA)树脂为原料,在200 模压成型,固化后,再在400-500的条件下和非氧化性气氛中热压处理,经过后续工作得到高石墨化、导热性和导电性俱佳的高强高密(1. 85g/cm3) 石墨材料。


与发达国家相比还有很大差距

      然而,尽管天然石墨是中国的优势矿物资源,储量、产量、国际贸易量均居世界前位,但中国的石墨产业布局严重畸形的局面却亟待改变。民进中央长期调研发现,长期以来国内石墨产业矿产资源资料落后,生产品级划分不严,浪费严重,基本上处于采选和初加工阶段,技术严重落后,产品绝大部分为普通中高炭矿产品。值得注意的是,日、美等发达国家将天然石墨作为战略资源,却利用中国的廉价原料,深加工成能够在电子、能源、环保、国防等领域应用的先进石墨材料,以极高的价格占领国际市场并返销中国。


      我国石墨主要出口国家分别是美国、日本、韩国、德国等,每年出口量占世界各国总出口量的80%以上。日本是全球最大的石墨进口国,其中98%从我国进口,美国天然鳞片石墨完全依靠进口,其中48%来自我国。我国石墨初级产品的出口国又恰恰是我国高附加值石墨产品的进口国。在我国大量出口石墨初级产品的同时,美、日、韩等发达国家却早早把石墨列为战略资源,严格控制开采,以采代购



高纯石墨    发展高附加值石墨制品的关键

       中国生产的天然石墨产品中,绝大部分是最初级的加工产品。这些初级加工产品,都面临着产能过剩的问题,而产能过剩又压制了价格。伴随初级产品出口为主,中国石墨的高附加值产品研发和生产则明显缺失,随着科学技术的不断进步,高纯微细石墨的用途越来越广。普通的高碳石墨产品已不能满足原子能,核工业的飞速发展急需大量的高纯石墨。


       据2011年不完全统计,中国高纯石墨年需求量约为20万吨左右。国外以其技术优势在高纯石墨方面占据领先地位,并在石墨高技术产品方面对中国进行禁运。目前中国高纯石墨技术只能勉强达到纯度99.95%,而99.99%乃至以上的纯度只能全部依赖进口。2011年,中国天然石墨产量达到约80万吨,均价约为4000元/吨,产值约为32亿元。目前,进口99.99%以上高纯石墨的价格超过20万元/吨。其进出口由于技术壁垒导致的价差非常惊人


加强技术研发,提高产品质量

       高密度高强度石墨较传统石墨除了具有高密度,高强度的强度外,还具有良好的热稳定性。良好的热稳定性是使石墨高温使用中抗氧化性能大幅度提高,特别在模具行业,比传统石墨可延长20-50% 的寿命        


       对于中国石墨行业而言,技术进步是其发展的重心和关键。许多国家,尤其是一些发达国家,不断致力于提高技术水平来开发石墨新产品和新用途,甚至由于多年积累,已经形成寡头垄断的态势。例如氟化石墨主要由美、日、俄生产;膨胀石墨主要由美、日、德、法等国垄断;其中高纯膨胀石墨只有日本生产。


        近几年,我国涌现出许多石墨新技术和优秀科技成果,高纯石墨材料开发与应用取得了可喜的进步。只有不断依靠技术创新提高企业核心竞争力作为生存发展之道,不断培育技术人才,加大科技投入,提高科技转化、创新能力,才是石墨企业发展的根本。  为帮助国内石墨生产企业提高产品质量,发展高端产品,我们特收集整理精选了本专集资料。






    


    

内容介绍

                        石墨提纯 现有工艺存在缺陷


     随着技术的不断发展,通过选矿工艺得到的鳞片状高碳石墨产品己不能满足某些高新行业的要求,因此需要进一步提高石墨的纯度。目前,国内外提纯石墨的方法主要有浮选法、酸碱法、氢氟酸法、氯化焙烧法、高温法等。其中,酸碱法、氢氟酸法与氯化焙烧法属于化学提纯法,高温提纯法属于物理提纯法   


       1、 浮选法:是利用石墨的可浮性对石墨进行富集提纯,适应于可浮性好的天然鳞片状石墨,石墨原矿经浮选后最终精矿品位通常为90%左右,有时可达94%~95% 。使用此法提纯石墨只能使石墨的品位得到有限的提高,是因为部分硅酸盐矿物和钾、钠、钙、镁、铝等化合物里极细粒状浸染在石墨鳞片中,即使细磨也不能完全单体解离,所以采用选矿方法难以彻底除去这部分杂质。        


       2、 酸碱法:是当今我国高纯石墨厂家中应用最广泛的方法,其原理是将NaOH与石墨按照一定的比例混合均匀进行锻烧,在500-700℃氯化焙烧法的高温下石墨中的杂质如硅酸盐、硅铝酸盐、石英等成分与氢氧化钠发生化学反应,生成可溶性的硅酸钠或酸溶性的硅铝酸钠,然后用水洗将其除去以达到脱硅的目的;另一部分杂质如金属的氧化物等,经过碱熔后仍保留在石墨中,将脱硅后的产物用酸浸出,使其中的金属氧化物转化为可溶性的金属盐,而石墨中的碳酸盐等杂质以及碱浸过程中形成的酸溶性化合物与酸反应后进入液相,再通过过滤、洗涤实现与石墨的分离,从而达到提纯的目的。但是此种提纯方法的缺点在于需要高温锻烧,设备腐蚀严重,石墨流失量大以及废水污染严重,且难以生产碳含量99.9%及以上的高纯石墨。        


       3、 氢氟酸提纯法:是利用氢氟酸能与石墨中几乎所有的杂质反应生成溶于水的化合物及挥发物,然后用水冲洗除去杂质化合物,从而达到提纯的目的。使用氢氟酸法提纯石墨,除杂效率高、能耗低,提纯所得的石墨品位高、对石墨的性能影响小。但由于氢氟酸有剧毒和强腐蚀性,生产过程中必须有严格的安全防护措施,对于设备要求严格导致成本升高;另外氢氟酸法产生的废水毒性和腐蚀性都很强,需要严格处理后才能排放,环保环节的投入又使氢氟酸法的成本大大增加,如污水处理稍不到位,会对环境造成巨大污染。      


       4、氯化焙烧法是将石墨矿石在一定高温和特定的气氛下焙烧,再通入氯气进行化学反应,使石墨中的杂质进行氧化反应,生成熔沸点较低的气相或凝聚物的氯化物及络合物逸出,从而达到提纯的目的。由于氯气的毒性、严重腐蚀性和污染环境等因素,在一定程度上限制了氯化焙烧工艺的推广应用。


       5、高温法提纯石墨,是因为石墨是自然界中熔点、沸点最高的物质之一,熔点为3850 士50℃,沸点为4500℃,远高于所含杂质的熔沸点,它的这一特性正是高温法提纯石墨的理论基础。将石墨粉直接装入石墨士甘锅,在通入惰性保护气体和少量氟利昂气体的纯化炉中加热到2300~3000℃,保持一段时间,石墨中的杂质因气化而溢出,从而实现石墨的提纯。虽然高温法能够生产99.99%以上的超高纯石墨,但因锻烧温度极高,须专门设计建造高温炉,设备昂贵、投资巨大,对电力口热技术要求严格,需隔绝空气,否则石墨在热空气中升温到450℃时就开始被氧化,温度越高,石墨的损失就越大。这种设备的热效率不高,电耗极大,电费高昂也使这种方法的应用范围极为有限,只有对石墨质量要求非常高的特殊行业(如国防、航天等)才采用高温法小批量生产高纯石墨。


      (二) 能耗石墨提纯技术 国内最新研制

     据恒志信网消息:针对石墨提纯现有技术存在的问题。武汉工程大学研制成功一种对天然石墨进行高纯度提纯的方法及装置。该方法能耗低,所得到的石墨的纯度高,其装置简单。


       与现有技术相比,新工艺的有益效果是:

       1、工艺新颖、装置简单、能耗低、升温迅速,是采用等离子体炬加热技术,利用热等离子体局部超过4000℃的高温,使石墨原料中的杂质在短时间内充分气化,实现提纯石墨目的,可以实现石墨的连续提纯。


       2、原理与现行高温提纯法一致,但由于是将石墨粉直接送入具有极高温度的等离子体焰流中直接加热,因此热利用率极高。而采用现有高温炉提纯,热能除了加热物料外更多的是在加热炉体,并被散发到环境中。

   

       3、采用新技术工艺,石墨的纯度高(碳质量含量≥98.7%)。初始碳质量含量90% 、粒度100目的石墨,经过一次提纯后碳质量含量98.7% ;经过第二次提纯碳质量含量99.5% 经过第三次提纯碳质量含量99.9%;如再经过几次循环石墨提纯到碳质量含量99.99%。


      资料中详细描述石墨提纯的方法及其装置,其能耗远低于现行高温提纯法。石墨的纯度高,装置简单。


       三)天然隐晶质石墨(矿)剥离提纯方法

       天然隐晶质石墨是我国的优势矿产资源之一,主要用于铸造、石墨电极、电池碳棒、耐火材料、铅笔和增碳剂等方面。隐晶质石墨晶体极小,石墨颗粒嵌于粘土中,很难分离。由于隐晶质石墨原矿品位高(一般含碳60%-80%),部分可达95%,平均粒径。.01-0.1μm,用肉眼很难辨别,故称隐晶质石墨,俗称土状石墨。与鳞片石墨相比,土状石墨碳含量高,灰分多,晶粒小,提纯技术难度大,使其应用范围受到极大限制。在我国,通常都是将开采出来的石墨矿石经过简单子选后,直接粉碎成产品出售。因此天然隐晶质石墨资源得不到充分的利用,甚至盲目出口,造成资源的浪费。鉴于天然隐晶质石墨的技术含量和附加值极低,而我国市场需要的高纯超细石墨则多数依赖进口,开展天然隐晶质石墨的提纯新方法尤为紧迫。


      据恒志信网消息:湖南大学最新研制成功天然隐晶质石墨的提纯新方法,解决了现有技术中天然石墨矿,特别是隐晶质石墨提纯技术难度大、成本高、污染大、资源浪费严重的问题,适用于不同品味、不同矿质的天然石墨的提纯,且成本低,环境污染小,低能耗,简单易行,具有广泛的应用前景。


       天然隐晶质石墨的提纯新方法具有如下优点:

       1、新技术所采用的插层剂原料价格低,可循环使用或回收利用。


       2、新技术对石墨结构无明显破坏,也不会产生明显缺陷,对大尺寸鳞片石墨具有保护作用。


       3、新技术所生产的产品多元化(高碳石墨、高纯石墨、石墨烯和石墨烯纳米片) ,可根据市场需求调整产品结构。


       4、新技术可在现有石墨浮边生产线上增添一定工艺设备进行实施,工艺简单,设备要求低,条件温和,成本低。


       5、新技术不使用酸和碱,污染物产生少,对环境友好。


       6、新技术适用于不同的固定碳含量的天然石墨矿,也可用于与辉钼矿的剥离提纯。


       技术指标:原料:高碳隐晶质石墨粉(固定碳含量为43.2% 200目)

       成品:高纯石墨(碳含量99.95% ),石墨回收率72% 。


     【资料描述】

     资料中详细描述了天然隐晶质石墨的提纯新方法、矿浆液调制方法、超声剥离的矿浆液、浮选、提纯等等步骤、以及生产实施例等等。





           纯度≥99.999% 天然石墨高温提纯新技

      

   【石墨高温提纯技术背景

      石墨作为工业原料,尤其在一些特殊行业以及原子能工业、汽车工业、航天技术、生物技术等高新技术工业,不但对石墨的碳含量要求极高,同时也要求在石墨的成分中不能含有过多的微量元素,必须是99.9%以上的高纯度石墨,然而现在一般的天然石墨含碳量均无法满足这些行业对高纯度石墨的要求,目前对天然石墨采取的提纯法仍是利用石墨的耐高温的性能,从而使用高温电热法提高石墨纯度,由于此工艺复杂,需要建设大型电炉,电力资源浪费严重,同时需要不断通入惰性气体,造成成本高昂。尤其重要一点,是当石墨纯度达到99.93%时,己达到极限,无法使石墨的固定碳含量继续提高。目前对于氯气提纯尚未形成工业化生产。


      现有技术存在工艺复杂、对原料的颗粒选择过大等缺点。国内外有采用高温提纯天然鳞片石墨,即将天然石墨装入己石墨化过的石墨士甘塌内进行石墨化提纯,利用石墨士甘锅具有良好的导电、导热以及耐高温特性,石墨灰粉2700度以上高温气化逸出,该方法能将纯度提高至99.99% 以上,但高温石墨纯化存在纯化时间长、工艺流程复杂、要求较高的温度同时严重浪费电力资源,然而化学提纯石墨的方法由于工艺落后,对于小颗粒的石墨不能较好的回收,对环境造成污染,并且纯度亦不能满足市场对产品的需求。

         

     【高纯度天然石墨的提纯新方法 研制成功】

    据恒志信网消息:针对上述现有技术存在的问题中。国内新研制成功一种纯度高、工艺简单、节省电力资源、利于石墨回收的高纯度天然石墨的提纯方法。是采用高温提纯石墨的方法,经过高温反应、化学提纯、洗涤、脱水后获得高纯度的石墨,利用氧化剂、络合剂与天然石墨进行反应,去除原料中杂质,得到微量元素含量低,性能稳定的石墨。新工艺对含碳量>60%的石墨原料进行纯化,得到纯度大于99.9991%,灰粉<1PPM,微量元素<0.5PPM的石墨,具有工艺简单,易于操作,生产效率高,耗电量低,不需要大型的加工设备,节约生产成本。


   【新技术优点

      在石墨提纯工艺中均采用化学提纯或氧化提纯工艺,对于6000目以上的天然石墨则提纯的纯度很难达到99.9以上。


       1、新提纯工艺利用氧化剂和络合剂与天然石墨原料进行化学反应,去除原料中Si02 A1203 MgO CaO P205、CuO 等杂质,从而生产出微量元素含量低,性能稳定的产品。而现有国内石墨提纯工艺中均采用化学提纯或氧化提纯工艺,对于6000目以上的天然石墨则提纯的纯度很难达到99.9以上。


      2、目前国内大多在提纯过程中采用自来水用于石墨的提纯工艺中,由于一般的水质中均含有Ca2+Mg2+、CL-、Si2+等离子物质,不利于去除石墨中本身所含有的Si02 A1203 MgO CaO P205 、CuO等杂质,新技术方案的工艺中采用经过离子交换树脂处理过的不含Ca2+Mg2+、CL-、Si2+等杂质离子的纯水,更好的去除石墨中所含有的Ca2+Mg2+、CL-、Si2+ 等杂质离子,同时可以使石墨中的pH 值达到6.4-6.9 。从而得到纯度高达99.999% 以上,灰粉<1PPM,微量元素<0.5PPM的石墨。
 

      3、新技术方案工艺中将反应釜内的温度加热至85-90℃,可以是石墨与所加入的氢氟酸、盐酸、硝酸和乙二胺四乙酸与石墨中的所含的Ca2+Mg2+、CL-、Si2+等杂质离子能够进行充分的化学反应,通过洗涤、脱水后,去除石墨中含有的Si02 A1203 MgO CaO P205、CuO等杂质,新技术方案中所选用的温度范围,并按照所述的温度范围进行提纯,能够使提纯达到最佳效果。络合剂具有分散、悬浮作用和很强的络合能力,在较小用量甚至极小用量就能达到需要的络合程度,络合剂还能有Ca2+、Mg2+等金属离子发生络合,形成金属络合物,从而达到去除金属离子的目的。


      4、新技术方案工艺中加入的络合剂能是络合剂与石墨中的Ca2+Mg2+等离子发生络合,形成金属络合物,通过洗涤、脱水去除石墨中含有的Si02 A1203 MgO CaO P205、CuO等杂质,技术方案选用合适的络合剂,并按照所述的比例加入进行提纯够进一步提高纯化的效果.


      5、新技术工艺可对粒度为100-10000目,含碳量>60% 的石墨原料进行纯化,得到纯度为99.999% 的石墨成品,具有工艺简单,易于操作,反应时间短,生产效率高,耗电量低,在提纯过程中不需要大型的加工设备,节约生产成本。所得产品可应用于电子工业、国防尖端工业、化学分析工业、核工业、航天工业等高科技领域。


       【高纯度天然石墨的提纯方法】部分摘要


    提纯步骤为:

    步骤一、取含碳量>60% 的石墨400公斤,放入反应釜Ⅰ内,按石墨的重量百分比依次加入30公斤乙二胺四乙酸、50公斤氢氟酸(浓度40%)、2公斤硝酸(浓度98%)。盐酸(浓度30%),后加入100L水,开机搅拌,转速200转/分钟,搅拌时间20分钟;
        

    步骤二、升温反应,开启反应釜上温控装置,使反应釜内的温度升至85℃,反应4小时,反应过程中每隔50分钟搅拌一次,每次搅拌时间3分钟,搅拌速度200转/分钟,反应完成后,再静置3小时,静置完成后排出反应釜内尾气,制得混合料浆A;


    步骤三、将混合料浆A 置入冷却塔Ⅱ内,向冷却塔Ⅱ内注入重量为混合料浆A两倍量的纯水,形成混合料浆A-2,边注水边搅拌,搅拌速度200转/分钟,搅拌至冷却塔II内的温度降至35℃止,完成降温后,打开冷却塔II 的放料阀,将混合料浆A-2 置入洗涤器Ⅲ内;


    步骤四、将混合料浆A-2置入洗涤器Ⅲ中后,向洗涤器Ⅲ中注入纯水,边注水边洗涤,洗涤器Ⅲ的洗涤转速500转/分钟,洗涤至混合料浆A-2 的pH值呈6.4止,后将洗涤器III的转速设置为1000转/分钟,进行离心脱水,脱水至混合料浆A-2的含水量为20%止,停止脱水,制得混合料浆B;


    步骤五、混合料浆B 重新放入反应釜Ⅰ内,按石墨重量百分比加入80公斤硫酸(浓度98%)、40公斤氢氟酸(浓度40%),然后加入纯水100L,搅拌20分钟,搅拌速度为200转/分钟;


    步骤六、第二次升温反应,开启反应釜的温控装置,使反应釜内的温度升至85℃,反应2小时,反应过程中每隔1小时进行一次搅拌,每次搅拌时间3分钟,每次搅拌速度为200转/分钟,反应结束后,关闭电源,打开反应釜I 上的尾气排放阀,将反应釜I内的废气排出,制得混合料浆C;


      步骤七、
步骤八、步骤九、步骤十、步骤十一、步骤十二

         ...............略      详细步骤请见本资料专集


       步骤十三、将脱水后的混合料浆H 送至烘干设备上烘干,烘干温度为150-350 ℃,烘干后的含水量<0.1% ,碳含量为99.9991% -99.9995%,制得产品;

      

     【资料描述

    资料中详细描述了高纯度天然石墨的提纯技术的制备方法、现有技术所存在的问题,性能和优点、实施例等等。

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