Углеродсодержащая масса для получения углеродных изделий Советский патент 1992 года по МПК C01B31/02 

1

(21)4725811/26

(22) 08.06.89

(46) 30.09 92. Бюл. № 36

(72) А.Н. Селезнев, И.О. Полонский, Д.А.

Трапезников и С.А. Сурков

(56)Авторское свидетельство CCCf № 391105, кл. С 04 В 35/54, 1971

(54) УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩАЯ МАССА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕРОДНЫХ ИЗДЕЛИЙ

(57)Изобретение относится к технологии получения углеродных материалов. Цель - улучшение физико-механических свойств и повышение однородности структуры готовых изделий. Сущность способа заключается втом, что в качестве углеродсодержащей массы для изготовления углеродных изделий используют массу следующего состава, мас.%: прокаленный кекс фракции 0,8-0,3 мм 11,2-18, прокаленный кекс фракции 0,2 мм 59,0-65; натуральный графит фракции 0,8-0,3 мм 0,8-2, каменноугольный пек - остальное. Плотность углеродного материала составляет 1730-1760 кг/м3, предел прочности при сжатии, изгибе и растяжении 49,2-52,8 МПа, 24,5-26,3 МПа 14,6-15,3 МПа соответственно, количестве дефектов 2-3 на 1 см2. 1 табл.

Изобретение относится к области получения углеродных материалов.

Целью изобретения является улучшение физико-механических свойств и повышение однородности структуры готовых изделий,

Углеродный материал готовят следующим образом.

Нефтяной кокс марки КНПС по ГОСТ 22898-78 прокаливают при 1250° С и измельчают в шаровой мельнице после чего рассеивают, получая фракцию -1,2 + 0,3 мм, после чего на сите с размером ячейки 0,8 мм отсекают часть фракции свыше 0,8 мм. Далее смешивают ее с таким же образом полученным натуральным графитом той же фракции в соотношении 1:12-12, далее смешивают с мелкой фракцией того же кокса, - 0,2 мм, в таком количестве, чтобы содержание крупной фракции лежало в интервале 15-25 мас.% от всей шихты, после чего смешивают с каменноугольным пеком марки

А по ГОСТ 10200-83 так, чтобы его содержание в массе составило от 21 до 23 мас.% После чего массу прессуют продавливанием через мундштук при давлении 15-20 МПа. Полученные таким образом заготовки, диаметром 200 мм и длиной 500 мм обжигают до 1250° С за 323 ч после чего пропитывают тем же пеком, предварительно вакуумируя нагретые до 350° С заготовки до 1 МПа в течение 0,5 ч, далее заливая их пеком с температурой 200° С и выдерживая при этой температуре под давлением 0,6 МПа в течение 3 ч После этого вновь обжигают по тому же режиму и графитируют до 2500° С за 40 ч. Зависимость свойств углеродного материала от количественного содержания компонентов в углеродсодержащей массе показана в примерах

Пример 1. Содержание прокаленного кокса фракции - 0,8+0,3 мм составляет 11,2 мае % прокаленного кокса фракции - 0,2 мм - 65 мае % содержание натурального

Ё

VJ

О СП

Сд)

|

графита фракции - 0,8+0,3 мм - 0,8 мас.% содержание пека при этом 23 мас.%. Прессование проводят под давлением 15 МПа. Готовый графит имеет плотность 1760 кг/м3, предел прочности при сжатии 49,2 МПа, предел прочности при изгибе 24,5 МПа, предел прочности при растяжении 14,6 МПа, удельное электросопротивление 12,9 Ом -м, однородность структуры материала составляет 2 дефекта с характер- ным размером более 1 мм на 1 см поверхности заготовки.

Остальные примеры выполнены в соответствии с примером 1, но при различном содержании компонентов в массе.

Пример (по прототипу). Шихту для получения графита образуют путем смешивания искусственного графита фракции - 0,5 мм в количестве 35 мас.% прокаленного кокса той же фракции в количестве 25 мас.%, непрокаленного кокса фракции 0,1 мм в количестве 25 мас.% и в шихту при смешивании добавляют 25 мас.% каменноугольного пека. Далее прессуют, обжигают, пропитывают, повторно обжигают и графи- тируют в соответствии с данным изобретением. Полученный углеродный материал имеет плотность 1680 кг/м (прессование не в матрице, а прошивное), предел прочности при сжатии 41 МПа, предел прочности при растяжении 11,9 МПа, предел прочноСодержание прокаленного кокса фракции - 0,8+0,3 мас.%

Содержание прокаленного кокса фракции - 0,2 мм, мас.%

Содержание натурального графита фракции - 0,8+0,3 мм, мас.%

Содержание каменно угол ного пека в массе,мас.%

Плотность готового графита, кг/м3

Предел прочности при сжатии, МПа

Предел прочности при изгибе, МПа

Предел прочности при растяжении, МПа

Удельное сопротивление, м

Однородность структуры дефектов на 1 см2

сти при изгибе 20 МПа, удельное электросопротивление 14,8 10 Ом и однородность структуры характеризуется 3,9 дефектами на 1 см .

Результаты экспериментов сведены в таблицу.

Как следует из анализа табличных данных, предложенный способ позволяет по сравнению с прототипом на 13,8% повысить уровень свойств получаемого материала и на 22,1 % повысить однородность его структуры.

Формула изобретения

Углеродсодержащая масса для получения углеродных изделий, содержащая прокаленный кокс, графит и каменноугольный пек, отличающаяся тем, что, с целью улучшения физико-механических свойств и повышения однородности структуры готовых изделий, она содержит натуральный графит фракции - 0,8 - 0,3 мм и прокаленный кокс фракций 0,8-0,3 мм 0,2 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Прокаленный кокс

фракции 0,8-0,3 мм -11,2-18,0;

Прокаленный кокс

фракции 0,2 мм- 59,0-65,0;

Натуральный графит

фракций 0,8-0,3 мм - 0,8-2,0;

Каменноугольный пек -остальное.

2

18

5 J

15

61,5

11

62

21

52,8