石墨制品孔隙的存在和孔隙對焙燒品物理化學性能的影響

石墨制品孔隙的存在和孔隙對焙燒品物理化學性能的影響

浸漬是在一定溫度和壓力下迫使液態材料（瀝青、合成樹脂、低熔點金屬）浸入炭制品的孔隙中的工藝過程炭制品浸漬的目的是提高產品的密度和降低孔隙率、滲透率增加產品的機械強度及改善導電性能和導熱性能。小規格石墨電極都需要浸漬一次，所有接頭坯料全部需要浸漬1~3次，超高功率石墨電極本體也需要經過浸漬，以達到規定的密度。電石墨制品有些品種需用低熔點液態金屬（如鉛錫合金、鋁合金）浸漬，化工石墨設備一般用合成樹脂浸漬。本文主要介紹石墨制品的孔隙率與孔隙性質，石墨電極浸漬生產系統及有關設備，浸漬工藝和浸漬質量檢查方法等內容。

孔隙的存在和孔隙對焙燒品物理化學性能的影響

石墨制品的原料為石油焦或瀝青焦，其宏觀結構為蜂窩狀或纖維狀，表面及內部存在許多大小不等而且分布不均勻的孔隙（測定數據舉例見表）。同時，炭制品生坯使用煤瀝青作粘結劑，生坯在焙燒過程中，由于煤瀝青的分解、縮聚和炭化，形成瀝青焦的殘炭率一般只有50％左右。煤瀝青形成瀝青焦的體積小于生坯中煤瀝青占有的體積。雖然生坯在焙燒過程中體積稍有收縮，但是仍在焙燒品內部留下許多大小不等的孔隙，焙燒品的孔隙率一般為20％~32％。大量孔隙的存在必然會對焙燒品以及最終成品（石墨電極）的物理化學性能產生影響。孔隙可分為開口孔隙（與外界相通）和封閉孔隙（與外界不通）兩類。開口孔隙的尺寸可以測量，各類石墨制品開口孔隙的孔徑大小差別很大，大多數孔隙的孔徑在0.01~100m范圍內，其中孔徑大于1um的約占開口孔隙總量的50％以上，0.1~1.0m孔徑的氣孔約占25％，孔徑為0.01~0.1um的孔隙約占10％~20％，小于0.01m的孔隙一般在10％以下。

一些研究資料認為，炭和石墨制品的氣體滲透率是開口孔隙的多次方函數，機械強度是封閉孔隙的多次方函數，線膨脹系數與封閉孔隙的大小呈線性關系，彈性模量、熱導率與開口孔隙也是呈線性關系。對石墨電極而言，在成品孔隙率增加的同時，密度減少，電阻率提高，機械強度下降。孔隙率較大的石墨制品在一定溫度下氧化速度較快，耐腐蝕性能降低，氣體或液體更容易滲透