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生产碳复合耐火材料炭素原料及结合剂

发布日期： 2017-09-21 00:00:00 阅读量（429）作者：

生产碳复合耐火材料可以采用各种不同的炭素原料，如嶙片石墨、人造石墨、土状石墨、冶金焦、沥青焦、碳墨等，但大量使用的只是鳞片石墨。

结合剂在碳复合耐火材料中占有非常重要的地位。它对坯料的混练、成型性能，以及制品的显微结构都会产生非常大的影响。就混练成型而言，人们希望结合剂对耐火骨料和石墨有良好的润湿性，合适的粘度以提高坯料的混练质量和砖的体积密度。此外，良好的润湿性也使结合剂均匀地分布在颗粒及石墨的表面，尽可能形成连续网络，且碳化后可形成连续的结合碳骨架，有利于提高制品的强度及抗侵蚀性。结合剂的种类、碳化条件对结合碳的显微结构及性能有很大的影响。

常见的结合剂有煤焦油沥青及树脂等，不同结合剂的碳化过程也不同，生成的结合碳的结构也有很大差別。

液态或固态的有机物在加热过程中，一方面生成低分子化合物，另一方面在残留的液相和固相中进行芳构化。即使是液态有机物其残留物在500℃左右也将变为以芳族结构为主体的固态物质，如果是固态的有机物，在500℃左右也形成以芳族为主的结构，继续加热，变化在固态下进行，再要使芳族结构增长到足以导致有序排列的大的变化，一般是困难的，这意味着碳的基本结构的雏形已形成，故可称之为碳桌前驱体，碳素前驱体的化学组成还含有很多种元素，此后在1000〜1500℃之间转变为只由碳原子组成的“碳素”。

碳素的结构主要取决碳化过程是在哪种相系中进行，若在固相屮进行碳化，碳素的结构基本上照原样保持原材料的形状和超微细结构、例如木炭的形成即如此。木炭炭化后细致的管状组织，原封不动地继承了原材料的结构，表明在碳化过程中原材料的结构骨架没有变化，因而所生成的碳网的网状平面也受到这种骨架的限制，没有在较宽的范围内择优取向的自由度，因此，把它们加热到石墨化高温，也不能转变为石墨，这种碳称为难石墨化碳，树脂碳即为难石墨化碳。

当在液相中进行碳化时，在约低于500℃温度范围内，低粘度的有机物的典型变化情况是随着温度的升高缩聚反应被促进，粘度逐渐升高而变为固体。在这个过程中，有以缩合稠环芳族结构为主体的液晶出现，通常称之为中间相，由热分解产生的低分子量的气体在这个高粘度的中间相中移动，因此，在气流经过的路径上，在已转变为固相的前驱体中留下大小不同的气孔和中间相流线(移动、变形)的遗迹，由于前驱体中的芳族平面沿气流线的方向排列。所以，通常成为易石墨化的碳素，称为易石墨化碳。

怍为结合剂要具备以下特点：

(l) 对石墨或骨料的润湿性要好；

(2) 残碳率要离，灰分要小，杂质要少；

(3) 坯料成形后机械强度要高；

(4) 便于生产制造和处理.

常用的结合剂有沥青类结合剂，它分为煤焦油沥青和石油沥青两大类，酚醛树腊结合剂，特殊改性酚醛树脂结合剂，沥青-树脂系结合剂。由于沥青和树脂各有自已的特点，人们希望通过两者的混合而获得最理想的性能和结构。