石墨化的表述很多,簡單來說,石墨化就是熱處理。導(dǎo)熱膜石墨化爐使原本分布雜亂無章的碳原子整齊排列。值得注意的是,不管是大規(guī)格的各向同性石墨,還是小規(guī)格的電刷、導(dǎo)電滑塊,甚至是鋰離子電池負極材料等一系列的炭—石墨制品,石墨化都是其工業(yè)生產(chǎn)過程的一個關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。石墨化按照加熱方式可分為直接法和間接法,按照運行方式可分為間歇式和連續(xù)式。石墨化工藝是炭石墨類鋰離子電池負極材料生產(chǎn)的重要工藝,石墨化度 是鋰離子電池負極材料的重要指標。江蘇導(dǎo)熱膜石墨化爐在石墨化溫度提高到接近2200℃時,鋰離子電池負極材料的雜質(zhì)基本上已經(jīng)被排除。要對材料進行石墨化,就要用到加工設(shè)備——石墨化爐。
石墨爐又稱電加熱石墨爐,是一個石墨電阻加熱器,是 原子吸收分光光度計用無焰原子化器的一種。1959年蘇聯(lián)物理學(xué)家Б.B. 利沃夫首先將 原子發(fā)射光譜法中石墨爐蒸發(fā)的原理用于 原子吸收光譜法中,開創(chuàng)了無焰原子化方式。導(dǎo)熱膜石墨化爐的核心部件是一個石墨管, 試樣用微量進樣孔注入石墨管內(nèi),經(jīng)管兩端的電極向石墨管供電,最高溫度可達3000℃,試樣在石墨管中原子化。導(dǎo)熱膜石墨化爐廠家由于 原子化效率高,石墨爐法的 相對靈敏度可達10-9-10-12g/ml,最適合 痕量分析。目前,為改進石墨爐性能,提高抗干擾能力,正在開發(fā)以貴重金屬做 襯里和涂層的新石墨爐。
石墨化爐使炭素焙燒品經(jīng)2000~3000℃的高溫?zé)崽幚?,轉(zhuǎn)化為人造石墨制品的熱工設(shè)備。導(dǎo)熱膜石墨化爐經(jīng)過焙燒的炭素制品,具有了一定的物理機械性能,可以在某些場合直接使用。但就其內(nèi)部結(jié)構(gòu)而言,碳原子的排列仍不規(guī)則,只有通過2000~3000℃的高溫?zé)崽幚?,使碳原子發(fā)生再結(jié)晶,重新有序排列,才能呈現(xiàn)石墨的晶體結(jié)構(gòu)。江蘇超高溫導(dǎo)熱膜石墨化爐經(jīng)過石墨化這一過程的制品就具有了石墨的許多優(yōu)良性能,和焙燒制品比較,導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性有了顯著提高,化學(xué)和熱穩(wěn)定性更好,雜質(zhì)減少,由于硬度降低,更易于機械加工等等。所以石墨制品得到了更為廣泛的應(yīng)用。石墨化爐的功能就是完成使焙燒制品轉(zhuǎn)化為人造石墨制品。
石墨化爐正常運行時,爐子各部分的溫度保持不變,待石墨化的電極隨電極柱的移動,先在進料部分預(yù)熱,逐漸升溫,在爐體內(nèi)達到最高溫度,而后溫度又逐漸下降,在出料部分降到最低溫度,然后出爐。超高溫導(dǎo)熱膜石墨化爐廠家也就是說,電極的溫度隨電極柱在爐中的移動而變化,爐中不同部位的電極其裝出爐、預(yù)熱、石墨化和冷卻過程同時進行。導(dǎo)熱膜石墨化爐由于電極自熱,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。
石墨化爐是消耗電量很大的熱工設(shè)備,因此如何在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,減少電量消耗是石墨化爐節(jié)能的主要課題,也是降低石墨化生產(chǎn)成本的必由之路。導(dǎo)熱膜石墨化爐廠家石墨化爐中的電阻主要由電阻料提供,可見在整個石墨化過程中,熱量主要是由電阻料傳入制品的,進入制品的電流比率很小。若電阻料的電阻不均勻,會造成爐芯溫度不均勻,從而導(dǎo)致石墨化制品產(chǎn)生裂紋,成為廢品。導(dǎo)熱膜石墨化爐在通電開始時,功率過大及功率上升過快,都會使爐 心溫度上升過快,這對大規(guī)格的和細結(jié)構(gòu)的石墨產(chǎn)品極易產(chǎn)生裂紋。石墨化最好的情況是維持制品在前幾道工序中產(chǎn)生的裂紋不再增大,但通常情況裂紋都是繼續(xù)增大的。
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。導(dǎo)熱膜石墨化爐因為要有一個溫度在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到如此高的石墨化的溫度。江蘇超高溫導(dǎo)熱膜石墨化爐廠家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 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,同時加保護氣體,如氮氣。