Isostaatiline pressitud grafiiton uut tüüpi grafiitmaterjal, mis töötati välja 1960. aastatel ja millel on rida suurepäraseid omadusi. Näiteks isostaatiliselt pressitud grafiidil on hea kuumakindlus. Inertses atmosfääris selle mehaaniline tugevus mitte ainult ei vähene temperatuuri tõustes, vaid isegi suureneb, saavutades oma kõrgeima väärtuse umbes 2500 ℃ juures; võrreldes tavalise grafiidiga on selle struktuur peen ja tihe ning ühtlus hea; soojuspaisumistegur on väga madal ja sellel on suurepärane termiline löögikindlus; isotroopne; tugev keemilise korrosioonikindlus, hea soojus- ja elektrijuhtivus; suurepärased mehaanilised töötlemisomadused.
Just tänu oma suurepärastele omadustele kasutatakse isostaatiliselt pressitud grafiiti laialdaselt sellistes valdkondades nagu metallurgia, keemia, elektrotehnika, lennundus ja aatomienergia. Lisaks laienevad rakendusvaldkonnad pidevalt teaduse ja tehnoloogia arenguga.
Isostaatilise pressimise grafiidi tootmisprotsess
Isostaatiliselt pressitud grafiidi tootmisprotsess on näidatud joonisel 1. On ilmne, et isostaatiliselt pressitud grafiidi tootmisprotsess erineb grafiitelektroodide omast.
Isostaatilise pressimise teel saadud grafiidi saamiseks on vaja struktuurilt isotroopseid tooraineid, mis tuleb jahvatada peenemaks pulbriks. Vaja on kasutada külmpressimise ja vormimise tehnoloogiat ning röstimistsükkel on väga pikk. Soovitud tiheduse saavutamiseks on vaja mitut immutamis- ja röstimistsüklit ning grafitiseerimistsükkel on palju pikem kui tavalisel grafiidil.
Teine isostaatilise pressimise teel saadud grafiidi tootmise meetod on kasutada toorainena mesofaasseid süsinikmikrosfääre. Esiteks allutatakse mesofaassed süsinikmikrosfäärid oksüdatiivsele stabiliseerimisele kõrgematel temperatuuridel, millele järgneb isostaatiline pressimine ning seejärel edasine kaltsineerimine ja grafitiseerimine. Seda meetodit käesolevas artiklis ei tutvustata.
1.1 Toorained
ThIsostaatilise pressimise grafiidi tootmiseks kasutatavate toorainete hulka kuuluvad täitematerjalid ja sideained. Täitematerjalid valmistatakse tavaliselt naftakoksist ja asfaltkoksist, samuti jahvatatud asfaltkoksist. Näiteks AXF-seeria isostaatiline grafiit, mida toodab Ameerika Ühendriikides POCO, valmistatakse jahvatatud asfaltkoksist Gilsontecoke'ist.
Toote toimivuse kohandamiseks vastavalt erinevatele kasutusaladele kasutatakse lisanditena ka süsinikmusta ja tehisgrafiiti. Üldiselt tuleb naftakoksi ja asfaltkoksi enne kasutamist kaltsineerida temperatuuril 1200–1400 ℃, et eemaldada niiskus ja lenduvad ained.
Kuid toodete mehaaniliste omaduste ja struktuurilise tiheduse parandamiseks on olemas ka isostaatilise pressimise grafiidi otsetootmine toorainest, näiteks koksist. Koksimise iseloomulikuks tunnuseks on lenduvate ainete sisaldus, isepaagunevad omadused ning see paisub ja kahaneb sünkroonselt sideaine koksiga. Sideainena kasutatakse tavaliselt kivisöetõrva pigi ja vastavalt iga ettevõtte erinevatele seadmete tingimustele ja protsessinõuetele on kasutatava kivisöetõrva pigi pehmenemistemperatuur vahemikus 50 ℃ kuni 250 ℃.
Isostaatilise pressimise grafiidi jõudlust mõjutavad oluliselt toorained ja tooraine valik on vajaliku lõpptoote valmistamisel võtmetähtsusega. Enne söötmist tuleb tooraine omadusi ja ühtlust rangelt kontrollida.
1.2 Lihvimine
Isostaatiliselt pressitud grafiidi agregaadi suurus peab tavaliselt olema alla 20 μm. Praegu on kõige peenema isostaatiliselt pressitud grafiidi osakeste maksimaalne läbimõõt 1 μm. See on väga õhuke.
Täitematerjali koksi jahvatamiseks selliseks peeneks pulbriks on vaja ülipeent purustit. Jahvatamine keskmise osakeste suurusega 10–20 μ. M-i pulbri puhul on vaja kasutada vertikaalset rullveskit, mille keskmine osakeste suurus on alla 10 μ. M-i pulbri puhul on vaja kasutada õhuvooluveskit.
1.3 Segamine ja sõtkumine
Jahvatatud pulber ja kivisöetõrva pigi sideaine pane vahekorras sõtkumisnõusse, nii et asfaldikiht kleepuks ühtlaselt pulbrilise koksi osakeste pinnale. Pärast sõtkumist eemalda pasta ja lase jahtuda.
Postituse aeg: 27. september 2023