등방성 가압 흑연1960년대에 개발된 새로운 유형의 흑연 소재로, 여러 가지 우수한 특성을 가지고 있습니다. 예를 들어, 등방성 가압 흑연은 내열성이 우수합니다. 불활성 분위기에서 기계적 강도는 온도 상승에 따라 감소하지 않고 오히려 증가하여 2500℃ 부근에서 최고치에 도달합니다. 일반 흑연에 비해 구조가 미세하고 치밀하며 균일성이 우수합니다. 열팽창 계수가 매우 낮고 내열충격성이 우수합니다. 등방성, 내화학성, 열 및 전기 전도성이 우수하며 기계적 가공 성능이 뛰어납니다.
등압성형 흑연은 탁월한 성능 덕분에 야금, 화학, 전기, 항공우주, 원자력 산업 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 과학기술의 발전과 함께 그 응용 분야도 끊임없이 확대되고 있습니다.
등방압성형흑연의 생산공정
등방성 가압 흑연의 생산 공정은 그림 1에 나와 있습니다. 등방성 가압 흑연의 생산 공정은 흑연 전극의 생산 공정과 다르다는 것은 분명합니다.
등방성 흑연은 구조적으로 등방성인 원료를 필요로 하며, 이를 더 미세한 분말로 분쇄해야 합니다. 냉간 등방성 가압 성형 기술을 적용해야 하며, 배소 사이클이 매우 깁니다. 목표 밀도를 달성하기 위해서는 여러 차례의 함침 배소 사이클이 필요하며, 흑연화 사이클은 일반 흑연보다 훨씬 깁니다.
등압 가압 흑연을 생산하는 또 다른 방법은 메조상 탄소 미세구체를 원료로 사용하는 것입니다. 먼저, 메조상 탄소 미세구체를 고온에서 산화 안정화 처리한 후 등압 가압하고, 이어서 소성 및 흑연화를 진행합니다. 이 방법은 본 논문에서는 소개하지 않습니다.
1.1 원자재
Th등압성 흑연 생산 원료에는 골재와 결합제가 포함됩니다. 골재는 일반적으로 석유 코크스와 아스팔트 코크스, 그리고 분쇄 아스팔트 코크스로 만들어집니다. 예를 들어, 미국 POCO에서 생산하는 AXF 시리즈 등압성 흑연은 분쇄 아스팔트 코크스인 길슨테코크(Gilsontecoke)로 만들어집니다.
용도에 따라 제품 성능을 조절하기 위해 카본블랙과 인조흑연도 첨가제로 사용됩니다. 일반적으로 석유 코크스와 아스팔트 코크스는 사용 전에 1200~1400℃에서 소성하여 수분과 휘발분을 제거해야 합니다.
그러나 제품의 기계적 성질과 구조적 밀도를 향상시키기 위해 코크스 등의 원료를 사용하여 등압 가압 흑연을 직접 생산하는 방법도 있습니다. 코크스의 특징은 휘발분을 함유하고 자기 소결성을 가지며, 바인더 코크스와 동기적으로 팽창 및 수축한다는 것입니다. 바인더로는 일반적으로 콜타르 피치를 사용하며, 각 기업의 설비 조건 및 공정 요건에 따라 사용되는 콜타르 피치의 연화점은 50℃에서 250℃ 사이입니다.
등압성형 흑연의 성능은 원료에 따라 크게 좌우되며, 원료 선정은 원하는 최종 제품 생산의 핵심 요소입니다. 원료를 공급하기 전에 원료의 특성과 균일성을 엄격하게 점검해야 합니다.
1.2 연삭
등압성형 흑연의 총 입도는 일반적으로 20㎛ 미만이어야 합니다. 현재 가장 정밀한 등압성형 흑연의 최대 입경은 1㎛이며, 매우 얇습니다.
골재 코크스를 이렇게 미세한 분말로 분쇄하려면 초미립자 분쇄기가 필요합니다. 평균 입자 크기가 10~20μm인 경우, m 분말은 수직 롤러 밀을 사용해야 하며, 평균 입자 크기가 10μm 미만인 경우, m 분말은 기류 분쇄기를 사용해야 합니다.
1.3 혼합 및 반죽
분쇄된 분말과 콜타르 피치 바인더를 가열 믹서에 비율에 맞게 넣고 반죽하여 아스팔트 층이 분말 코크스 입자 표면에 고르게 부착되도록 합니다. 반죽이 끝나면 반죽을 꺼내 식힙니다.
게시 시간: 2023년 9월 27일