Graphite à pressage isostatiqueLe graphite est un nouveau type de matériau développé dans les années 1960 et doté d'excellentes propriétés. Par exemple, le graphite obtenu par pressage isostatique présente une bonne résistance à la chaleur. En atmosphère inerte, sa résistance mécanique non seulement ne diminue pas avec la température, mais augmente même, atteignant sa valeur maximale autour de 2 500 °C. Comparé au graphite ordinaire, sa structure est fine et dense, et sa bonne uniformité. Son coefficient de dilatation thermique est très faible et il offre une excellente résistance aux chocs thermiques. Il est isotrope. Il présente une forte résistance à la corrosion chimique et une bonne conductivité thermique et électrique. Il présente également d'excellentes performances d'usinage.
C'est précisément en raison de ses excellentes performances que le graphite pour pressage isostatique est largement utilisé dans des domaines tels que la métallurgie, la chimie, l'électricité, l'aérospatiale et l'énergie atomique. De plus, avec le développement scientifique et technologique, ses domaines d'application sont en constante expansion.
Procédé de production de graphite par pressage isostatique
Le processus de production de graphite par pressage isostatique est illustré à la figure 1. Il est évident que le processus de production de graphite par pressage isostatique est différent de celui des électrodes en graphite.
Le graphite par pressage isostatique nécessite des matières premières structurellement isotropes, qui doivent être broyées en poudres plus fines. La technologie de formage par pressage isostatique à froid est nécessaire, et le cycle de grillage est très long. Pour atteindre la densité souhaitée, plusieurs cycles de grillage par imprégnation sont nécessaires, et le cycle de graphitisation est beaucoup plus long que celui du graphite ordinaire.
Une autre méthode de production de graphite par pressage isostatique consiste à utiliser des microsphères de carbone mésophasées comme matières premières. Ces microsphères sont d'abord soumises à un traitement de stabilisation par oxydation à haute température, suivi d'un pressage isostatique, puis d'une calcination et d'une graphitisation supplémentaires. Cette méthode n'est pas présentée dans cet article.
1.1 Matières premières
ThLes matières premières utilisées pour la production de graphite par pressage isostatique comprennent des granulats et des liants. Les granulats sont généralement fabriqués à partir de coke de pétrole et de coke d'asphalte, ainsi que de coke d'asphalte broyé. Par exemple, le graphite isostatique de la série AXF produit par POCO aux États-Unis est fabriqué à partir de coke d'asphalte broyé Gilsontecoke.
Afin d'adapter les performances du produit à différentes utilisations, du noir de carbone et du graphite artificiel sont également utilisés comme additifs. En général, le coke de pétrole et le coke d'asphalte doivent être calcinés à 1 200-1 400 °C pour éliminer l'humidité et les matières volatiles avant utilisation.
Cependant, afin d'améliorer les propriétés mécaniques et la densité structurelle des produits, il existe également une production directe de graphite par pressage isostatique à partir de matières premières telles que le coke. Ce matériau se caractérise par sa teneur en matières volatiles, son auto-frittage et sa dilatation et contraction synchrones avec le coke, le liant. Ce liant utilise généralement du brai de houille, dont le point de ramollissement varie de 50 °C à 250 °C, selon les conditions d'équipement et les exigences de chaque entreprise.
Les performances du graphite à pressage isostatique dépendent fortement des matières premières utilisées, et leur sélection est essentielle à l'obtention du produit final souhaité. Avant l'alimentation, les caractéristiques et l'uniformité des matières premières doivent être rigoureusement vérifiées.
1.2 Broyage
La granulométrie du graphite de compression isostatique doit généralement être inférieure à 20 µm. Actuellement, le graphite de compression isostatique le plus raffiné présente un diamètre de particule maximal de 1 µm. Il est très fin.
Pour broyer le coke agrégé en une poudre aussi fine, un concasseur ultra-fin est nécessaire. Le broyage avec une granulométrie moyenne de 10 à 20 μ nécessite l'utilisation d'un broyeur à rouleaux verticaux, avec une granulométrie moyenne inférieure à 10 μ. La poudre de m nécessite l'utilisation d'un broyeur à flux d'air.
1.3 Mélange et pétrissage
Verser la poudre broyée et le liant à base de brai de houille dans un malaxeur chauffant pour malaxer le mélange, de manière à obtenir une couche d'asphalte adhérant uniformément à la surface des particules de coke en poudre. Après malaxage, retirer la pâte et la laisser refroidir.
Date de publication : 27 septembre 2023