無粘結(jié)劑炭材料制備及其性能的研究.pdf

1、無粘結(jié)劑炭材料與傳統(tǒng)炭材料相比，具有結(jié)構(gòu)均勻致密、強度高、制備工藝簡單、成本低廉等優(yōu)點。目前，國內(nèi)外制備無粘結(jié)劑炭材料主要采用價格昂貴每公斤達數(shù)百元的瀝青中間相小球(MCMB)為原料。因此，尋求性價比適當(dāng)?shù)脑牧稀?yōu)化炭材料的性能是無粘結(jié)劑炭材料研究開發(fā)能否得到實際應(yīng)用的關(guān)鍵與難點。 本研究以價格低廉的普通生石油焦、煙煤和自制煤瀝青“類中間相”為主要原料，成功制備出了高強度無粘結(jié)劑炭材料?？疾炝嗽狭６?、揮發(fā)分和成型壓力對無粘結(jié)

2、劑炭材料性能的影響，采用掃描電鏡觀察和分析了制品的斷面形貌及其微觀致密性。 原料粉末經(jīng)行星式球磨機研磨成超細粉，其平均粒度可達到5μm以下，使其自燒結(jié)時具有足夠的驅(qū)動力。增大原料粉末的成型壓力，有利于提高粉末的生坯體積密度，降低炭化燒結(jié)制品的電阻率。對于炭化燒結(jié)制品的體積密度和機械強度，成型壓力存在一個臨界值，低于臨界值時，增大成型壓力可以增大制品體積密度和機械強度；成型壓力高于臨界值，增大成型壓力反而會使得制品體積密度和機械強

3、度降低。生焦粉揮發(fā)分含量在15％較為適宜，制得的無粘結(jié)劑炭材料體積密度為1.59g/cm3、電阻率為65.3μ??m、抗折強度為61.6MPa、抗壓強度為108.1MPa，其抗折和抗壓強度是傳統(tǒng)炭材料的3～4倍。在揮發(fā)分含量低的生焦粉中加入瀝青的喹啉可溶物對其進行改性，可以增強生焦粉末的自燒結(jié)性能。 本研究首次采用配煤法制備無粘結(jié)劑炭材料，其制品體積密度為1.55g/cm3，電阻率為98.5μ??m，抗折強度和抗壓強度分別為60

4、.3MPa和123.0MPa。用該法制備的無粘結(jié)劑炭材料的性能比單一煤粉制備的制品好。首次采用經(jīng)酸洗除灰處理的煙煤粉末制備無粘結(jié)劑炭材料，酸洗配方為30mlHF、40mlHCl、30mlHClO4時，酸洗除灰后的煙煤粉的灰分由未處理前的前的9.4％下降到1.1％，相對于原始煙煤的制品，其制品的電阻率明顯降低，為84.0μ??m，制品體積密度、抗折強度和抗壓強度有所提高，分別為1.68g/cm3、61.6MPa和125.7MPa。