專利名稱：一種高溫材料用石墨粉體及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石墨粉體技術(shù)領(lǐng)域。尤其涉及一種高溫材料用石墨粉體及其制備方法。
背景技術(shù)：
碳復合耐火材料已成為鋼鐵工業(yè)用重要的耐火材料，它由不同的耐火礦物原料和石墨以及樹脂為結(jié)合劑制成。由于石墨不被熔渣潤濕和熱導率高，因而碳復合材料具有優(yōu)良的抗渣性和熱震穩(wěn)定性，被廣泛用于冶金爐及容器的內(nèi)襯。自上世紀后期以來，耐火材料使用壽命的大幅度提高，碳復合耐火材料起了重要作用。然而，在使用過程中，碳復合材料中的石墨易被氧化，從而使得材料變得疏松，導致碳復合材料性能的下降。為了解決這一問題，科技工作者在碳復合耐火材料中引入了抗氧化劑，如金屬鋁和單質(zhì)硅等等。加入抗氧化劑雖然在一定程度上提高了碳復合材料的抗氧化能力，降低了石墨被氧化的速率，但是，抗氧化劑在高溫下會和碳復合耐火材料中的礦物原料如鎂砂等發(fā)生反應(yīng)，尤其是在一些特殊的使用環(huán)境如真空條件下，相關(guān)反應(yīng)更加劇烈，由此破壞了材料的結(jié)構(gòu)，導致材料的性能急劇降低，無法滿足冶煉的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)不足，目的是提供一種制備工藝簡單的高溫材料用石墨及其制備方法，用該方法制備的高溫材料用石墨粉體材料具有優(yōu)異的高溫力學性能、抗氧化性能、熱震穩(wěn)定性能和抗渣侵蝕性能。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是先將7(T98wt%的石墨粉和2 30wt%的含硅物質(zhì)攪拌混合2 10分鐘，自然干燥24小時；再于11(T300°C條件下熱處理5^24小時，自然冷卻，即得高溫材料用石墨粉體。在上述技術(shù)方案中所述石墨粉的粒徑為3 500 u m，石墨粉中的碳含量彡90wt% ；所述含硅物質(zhì)為硅樹脂、或為硅油、或硅樹脂與硅油的混合物，其中硅樹脂中的R與Si的摩爾比為I (I. 0 2. 0);硅油的干燥失重彡2. 0%，硅油的密度為0. 90 0. 98g/cm3。由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明對預混合的原材料進行低溫處理，原材料中硅油或硅樹脂在常溫和石墨粉之間潤濕良好，可包裹在石墨粉表面，低溫處理后的石墨粉表面形成有機物保護膜。本發(fā)明所制備的石墨粉體材料在高溫使用的升溫過程中，由于石墨粉和硅油或硅樹脂反應(yīng)所致，其表面會形成碳化硅保護膜，當溫度進一步升高后，碳化硅保護膜轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸璞Ｗo膜，從而起到保護石墨不被氧化的目的。本發(fā)明采用預混合和低溫處理工藝，所制備的石墨粉體材料具有優(yōu)異的高溫力學性能、抗氧化性能、熱震穩(wěn)定性能和抗渣侵蝕性能。該石墨粉體材料將在高溫工業(yè)用材料的制備中具有廣闊的應(yīng)用前景，比如作為冶金工業(yè)用碳復合材料制備所需的石墨原料。本發(fā)明制備工藝簡單，所制備的石墨粉體具有優(yōu)異的高溫力學性能、抗氧化性能、熱震穩(wěn)定性能和抗渣侵蝕性能，能滿足高溫材料生產(chǎn)和使用對石墨的要求。具體實施例方式下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明做進一步的描述，并非對其保護范圍的限制。為避免重復，現(xiàn)將本具體實施方式
所涉及的原料技術(shù)參數(shù)統(tǒng)一描述如下，實施例中不再贅述
所述石墨粉的粒徑為3 500 ilm，石墨粉中的碳含量> 90wt%o所述含硅物質(zhì)為硅樹脂、或為硅油、或硅樹脂與硅油的混合物，其中硅樹脂中的R與Si的摩爾比為I : (I. (T2. 0);硅油的干燥失重彡2. 0%，硅油的密度為0. 90、. 98g/
3
cm o實施例I
一種高溫材料用石墨粉體及其制備方法。先將7(T80wt%的石墨粉和2(T30wt%的硅樹脂攪拌混合2 10分鐘，自然干燥24小時；再于11(T150°C條件下熱處理5 10小時，自然冷卻，即得聞溫材料用石墨粉體。實施例2
一種高溫材料用石墨粉體及其制備方法。先將8(T90wt%的石墨粉和l(T20wt%的硅樹脂攪拌混合2 10分鐘，自然干燥24小時；再于15(T200°C條件下熱處理l(Tl5小時，自然冷卻，即得聞溫材料用石墨粉體。實施例3
一種高溫材料用石墨粉體及其制備方法。先將9(T98wt%的石墨粉和2 10wt%的硅樹脂攪拌混合2 10分鐘，自然干燥24小時；再于20(T30(TC條件下熱處理15 24小時，自然冷卻，即得到有機物包裹表面的石墨粉體。實施例4
一種高溫材料用石墨粉體及其制備方法。先將7(T80wt%的石墨粉和2(T30wt%的硅油攪拌混合2 10分鐘，自然干燥24小時；再于11(T150°C條件下熱處理5 10小時，自然冷卻，即得聞溫材料用石墨粉體。實施例5
一種高溫材料用石墨粉體及其制備方法。先將8(T90wt%的石墨粉和l(T20wt%的硅油攪拌混合2 10分鐘，自然干燥24小時；再于15(T200°C條件下熱處理l(Tl5小時，自然冷卻，即得聞溫材料用石墨粉體。實施例6
一種高溫材料用石墨粉體及其制備方法。先將9(T98wt%的石墨粉和2 10wt%的硅油攪拌混合2 10分鐘，自然干燥24小時；再于20(T300°C條件下熱處理15 24小時，自然冷卻，即得聞溫材料用石墨粉體。實施例7
一種高溫材料用石墨粉體及其制備方法。先將7(T80wt%的石墨粉、l(Tl5wt%的硅油和10 15被％硅樹脂攪拌混合2 10分鐘，自然干燥24小時；再于11(T15(TC條件下熱處理5^10小時，自然冷卻，即得高溫材料用石墨粉體。實施例8
一種高溫材料用石墨粉體及其制備方法。先將8(T90wt%的石墨粉、5 10wt%的硅油和、5 10被％硅樹脂攪拌混合2 10分鐘，自然干燥24小時；再于15(T200°C條件下熱處理10 15小時，自然冷卻，即得高溫材料用石墨粉體。實施例9
一種高溫材料用石墨粉體及其制備方法。先將9(T98wt%的石墨粉、I飛wt%的硅油和r5wt%硅樹脂攪拌混合，混合時間為2 10分鐘，自然干燥24小時；再于20(T300°C條件下熱處理15 24小時，自然冷卻，即得高溫材料用石墨粉體。本具體實施方式
對預混合的原材料進行低溫處理，原材料中硅油或硅樹脂在常溫和石墨粉之間潤濕良好，可包裹在石墨表面，低溫處理后的石墨粉表面形成有機物保護膜。本發(fā)明所制備的石墨粉體材料在高溫使用的升溫過程中，由于石墨粉和硅油或硅樹脂反應(yīng)所致，其表面會形成碳化硅保護膜，當溫度進一步升高后，碳化硅保護膜轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸璞Ｗo膜，從而起到保護石墨不被氧化的目的。本具體實施方式
采用預混合和低溫處理工藝，所制備的石墨粉體材料具有優(yōu)異的高溫力學性能、抗氧化性能、熱震穩(wěn)定性能和抗渣侵蝕性能。該石墨粉體材料將在高溫工業(yè)用材料的制備中具有廣闊的應(yīng)用前景，比如作為冶金工業(yè)用碳復合材料制備所需的石墨原料。本具體實施方式
制備工藝簡單，所制備的石墨粉體具有優(yōu)異的高溫力學性能、抗氧化性能、熱震穩(wěn)定性能和抗渣侵蝕性能，能滿足高溫材料生產(chǎn)和使用對石墨的要求。權(quán)利要求
1.一種高溫材料用石墨粉體的制備方法，其特征在于先將7(T98wt%的石墨粉和2 30wt%的含硅物質(zhì)攪拌混合2 10分鐘，自然干燥24小時；再于11(T300°C條件下熱處理5^24小時，自然冷卻，即得高溫材料用石墨粉體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高溫材料用石墨粉體的制備方法，其特征在于所述石墨粉的粒徑為3 500 iim，石墨粉中的碳含量> 90wt%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高溫材料用石墨粉體的制備方法，其特征在于所述含硅物質(zhì)為硅樹脂、或為硅油、或硅樹脂與硅油的混合物；其中硅樹脂中的R與Si的摩爾比為I (1.0 2.0);硅油的干燥失重彡2.0%，硅油的密度為0.9(T0.98g/cm3。
4.根據(jù)權(quán)利要求f3項中任一項所述的高溫材料用石墨粉體的制備方法所制備的高溫材料用石墨粉體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高溫材料用石墨粉體及其制備方法。其技術(shù)方案是先將70~98wt%的石墨粉和2~30wt%的含硅物質(zhì)攪拌混合2~10分鐘，自然干燥24小時；再于110~300℃條件下熱處理5~24小時，自然冷卻，即得高溫材料用石墨粉體。所述石墨粉的粒徑為3~500μm，石墨粉中的碳含量≥90wt%。所述含硅物質(zhì)為硅樹脂、或為硅油、或硅樹脂與硅油的混合物，其中硅樹脂中的R與Si的摩爾比為1∶(1.0~2.0)，硅油的干燥失重≤2.0%，硅油的密度為0.90~0.98g/cm3。本發(fā)明制備工藝簡單，所制備的石墨粉體具有優(yōu)異的高溫力學性能、抗氧化性能、熱震穩(wěn)定性能和抗渣侵蝕性能，能滿足高溫材料生產(chǎn)和使用對石墨的要求。
文檔編號C04B35/52GK102745990SQ20121026023
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月26日
發(fā)明者李歆琰, 許興堂, 魏耀武 申請人:武漢科技大學