人造石墨粉(Artificial Graphite Powder)是一种通过人工方法制造的石墨材料,具有质轻、耐高温、耐酸碱、自润滑、导电和导热性能好等优异的物理化学性能。以下是关于人造石墨粉的基本信息、用途和制备方法的详细介绍:
基本信息
1. 定义:人造石墨粉是由石油焦、沥青焦、煤沥青等原料经过高温处理制成的多相材料,包括炭质颗粒转化的石墨相和包覆在颗粒周围的煤沥青粘结剂转化的石墨相。
2. 市场现状:全球主要的人造石墨粉厂商包括璞泰来、贝特瑞新材料、杉杉股份和Showa Denko Materials等,前四大厂商占有全球接近60%的市场份额。中国是全球最大的人造石墨粉生产地区,占有接近70%的市场份额,之后是日本。
用途
1. 耐火材料:石墨及其制品具有高强度的性质,在冶金工业中主要用来制造石墨坩埚,在炼钢中常用石墨作钢锭的保护剂,冶金炉的内衬。
2. 锂离子电池负极材料:人造石墨由于容量高、循环和倍率性能良好、与电解液适应性强、安全性好等特点,在锂离子电池负极材料市场占有率逐年增长。
3. 其他领域:人造石墨粉在航天航空、汽车、船舶、化工等领域中也有广泛应用。
制备方法
1. 原料:主要原料包括石油焦、针状焦、沥青焦、煤沥青、炭微球等。
2. 工艺流程:
预处理:将石墨原料与沥青按一定比例混合,通过气流磨粉机将原辅料磨至所需粒径,然后进行旋风收尘。
造粒:将磨好的物料进行造粒处理,形成一定规格的颗粒。
石墨化:在非氧化性气体中,将物料加热至2500~3000摄氏度,使其石墨化。
筛分:对石墨化后的物料进行筛分,得到所需的人造石墨粉。
通过以上流程,人造石墨粉被广泛应用于多个领域,并在市场上占有重要地位。你知道吗?在我们身边,有一种神奇的粉末,它轻如鸿毛,却能承受高温,还能导电导热,它就是——人造石墨粉。今天,就让我带你一起探索这个小小的粉末,看看它背后的故事和用途。
想象当你拿着一块光滑的石墨制品时,你是否想过,它是由无数细小的粉末组成的呢?没错,人造石墨粉就是从这些制品中产生的。在机械加工过程中,由于人造石墨的脆性大,切削加工性不佳,会产生大量的石墨粉尘。这些粉尘,就是人造石墨粉的来源。
全球年产各类人造石墨制品大约300万吨,其中大约有20%-30%转化为人造石墨粉。这些粉末,虽然看似微不足道,但在工业领域,却有着举足轻重的地位。
人造石墨粉,就像它的名字一样,具有人造的优异性能。它质轻、耐高温、耐酸碱、自润滑,同时还具有良好的导电和导热性能。这些特性,使得它在各个领域都有广泛的应用。
在航天航空领域,人造石墨粉可以用于制造热交换器、反应槽、过滤器等设备,帮助它们在极端环境下稳定运行。在汽车、船舶、化工等领域,人造石墨粉也是不可或缺的材料。
说到人造石墨粉,不得不提的就是它在锂电领域的应用。锂离子电池负极材料市场,人造石墨粉的市场占有率逐年增长,这得益于它的高容量、良好的循环和倍率性能、与电解液的适应性强以及安全性好等特点。
人造石墨负极材料的生产过程较为复杂,需要经过制粉、二次造粒、沥青包覆、炭化、石墨化等工序。而直接以人造石墨粉制备的负极材料,比表面积高、振实密度低,一般作为低端负极材料使用。
有趣的是,研究发现,将人造石墨粉与硬碳粉末按照3:7质量比混合,所制成的复合负极材料的综合性能最优,低温性能也得到明显改善。
在石墨粉的世界里,除了人造石墨粉,还有它的“天然兄弟”——天然石墨粉。那么,如何区分这两种石墨粉呢?
从材质上讲,天然石墨粉是从石墨矿里开采出来的,而人造石墨粉则是用高纯石墨经过粉碎、磨粉等步骤加工而成的。天然石墨粉纯度低一些,最高到99%,颗粒度也比较粗;而人造石墨粉性能好,纯度高,颗粒度细,可以加工到纳米级。
从性能上讲,天然石墨粉在耐高温、导电、导热、润滑、可塑及耐酸碱等方面,都略胜一筹。但在价格上,天然石墨粉却有着明显优势。
除了上述领域,人造石墨粉还有许多其他用途。比如,它可以作为耐火材料,用于制造石墨坩埚、钢锭保护剂等;也可以作为导电材料,用于制造电极、电刷等;还可以作为耐磨润滑材料,用于制造活塞杯、密封圈、轴承等。
人造石墨粉这个小小的粉末,虽然不起眼,却有着大大的作用。它就像一位默默无闻的“隐形英雄”,在各个领域发挥着重要作用。让我们一起为这个神奇的粉末点赞吧!