影響連續(xù)石墨化工藝的主要有以下幾個問題:首先是耐火層問題。由于電極自熱,而且還需要移動,所以這種工藝在操作上比較復(fù)雜,不如外熱法即間接加熱的連續(xù)石墨化工藝成熟。石墨烯因?yàn)橐幸粋€溫度在3000℃的溫區(qū),這就要求爐體耐火材料有較高的耐火度,但目前沒有如此高耐火度的耐火材料,也就是爐子沒有辦法達(dá)到如此高的石墨化的溫度。成都3200度石墨烯設(shè)備解決的辦法只能是通過加厚保溫層,如加厚保溫炭黑,使熱量較少地傳到外層保溫層,同時采用水對爐子外層進(jìn) 行冷卻。另外一個問題就是如何快速地冷卻產(chǎn)品,從而使產(chǎn)品不被氧化。解決的方法是采用水冷,同時加保護(hù)氣體,如氮?dú)狻?/p>
碳化爐在使用之前要先檢查風(fēng)機(jī)是否轉(zhuǎn)動靈活、平穩(wěn);冷凝器有沒有漏水的現(xiàn)象;各部件的連接處是否嚴(yán)密,爐門、火門的密封巖棉是否充足等。成都石墨烯然后往爐內(nèi)裝薪棒,要注意的是薪棒必須均勻平放排布,裝滿之后關(guān)閉爐門,點(diǎn)燃引燃爐內(nèi)的燃料,啟動引風(fēng)機(jī),關(guān)閉上火門,打開下火門,調(diào)節(jié)出煙口的閥門,使煙道保持通暢狀態(tài),有煙冒出,撤去引燃爐。石墨烯接下來及時對溫度的控制,這需要有一定的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),最后炭化完成,爐內(nèi)溫度降到100℃一下才可開爐門,事先準(zhǔn)備好用水,在取出時,若有帶火星的木炭,放入水里浸滅,這就是碳化爐的操作方法。
高溫石墨化爐性能特點(diǎn):爐內(nèi)采用四組互相獨(dú)立的發(fā)熱體,發(fā)熱體按一定的比例分布,可以分別調(diào)整,并且采用分區(qū)、分段獨(dú)立的加熱工藝,保障了熱場內(nèi)部溫度均勻。石墨烯爐門采用嚙齒式自動快開結(jié)構(gòu),具有防傾倒裝置,并且開門結(jié)構(gòu)為鉸鏈?zhǔn)介_合,便于維修和產(chǎn)品的進(jìn)出,有效節(jié)省空間和成本,降低現(xiàn)場操作人員的勞動強(qiáng)度。特殊的快速降溫機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),可大大提高生產(chǎn)效率。成都3200度石墨烯本設(shè)備有多重安全防護(hù)措施,通過聲光報(bào)警裝置、壓力計(jì)、防爆電磁閥、機(jī)械防爆閥等裝置和連鎖保護(hù)程序,保證設(shè)備在溫、壓,冷卻水欠壓,過流、短路等故障時設(shè)備和人員的安全。
炭纖維連續(xù)石墨化工藝:整個工藝由去漿、上漿裝置,烘干裝置,牽伸裝置和石墨化爐組成。為了避免炭纖維表面上漿劑中的氧在石墨化處理過程中對炭纖維產(chǎn)生氧化,炭纖維在進(jìn)行高溫?zé)崽幚砬耙热{,經(jīng)烘干后方可進(jìn)入石墨化爐。石墨烯在氬氣保護(hù)下于2000℃ 一3 000℃進(jìn)行高溫石墨化處理,最后經(jīng)過再上漿和烘干處理形成石墨纖維制品。成都石墨烯設(shè)備通過調(diào)整電源的輸出功率和炭纖維的走絲速度可以獲得適合炭纖維石墨化的最高溫度和溫度分布。
碳纖維具有高比強(qiáng)度、高比模量、耐高溫、耐燒蝕、耐疲勞、抗蠕變、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、密度低和熱膨脹系數(shù)小等一系列優(yōu)異性能,是先進(jìn)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料最重要的增強(qiáng)材料,在航空、航天和民用領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。石墨烯碳纖維在高溫石墨化爐中經(jīng)過2000℃-3000℃的高溫處理,進(jìn)行石墨化,從而轉(zhuǎn)變成石墨纖維。3200度石墨烯高性能石墨纖維制作的關(guān)鍵是高溫石墨化爐。目前工業(yè)化生產(chǎn)高性能石墨纖維并形成系列產(chǎn)品的國家是日本和美國,由于國外對我國高科技技術(shù)的封鎖和我國自身在此領(lǐng)域上的技術(shù)落后,我國高性能石墨纖維仍處于研制階段,水平與國外相比差距很大。