石墨坩埚和石墨棒的制造工艺

2023-06-27 07:22:16    688次浏览

一。烧成原理

在烧成过程中，石墨坩埚和石墨匣坯体的排列和结构发生了一系列变化，主要是塑性耐火粘土。坩埚烧制的基本过程可分为以下四个阶段：

（1）预热烘烤阶段。炉内温度为100～300℃，是从石墨坩埚和石墨匣钵坯料中去除残余水分的过程。窑的天窗要开着，加热速度要慢，特别是当石墨坩埚和石墨棺材中的残余水超过3%时，要严格控制温度，坩埚在烟囱中容易发生裂纹和爆炸。

（2）低温烧成阶段，400-600℃。这是坩埚烧结的低温阶段。随着窑温的升高，坩埚内的结合水开始分化和净化。粘土的主要成分A1203和Si02曾经形成一种自由状态：坩埚表面的釉料没有融化，加热速度应该仍然缓慢。如果加热速度过快且不均匀，也容易使锅体爆炸而倒塌。

（3）中温烧成阶段：700-900℃。此时，粘土中A1203的非晶态形式可部分转化为Y型结晶Al203。当窑温逐渐升高时，Al2O3和Si0’在自由状态下形成固体硅酸盐固化产物（也称为Baihua过程）。坩埚中的石墨和熟料将作为一个整体连接和固化。在中温烧结过程中，石墨坩埚和石墨匣钵表面的釉层随着温度的升高而逐渐熔化，形成玻璃状釉膜，封闭或覆盖坩埚表面，保护坩埚不被氧化。在此期间，加热速度要快，还原火焰是窑内的火焰。

（4）高温烧成阶段：该阶段的温度为IOOO-1200CC。此时，坩埚中的粘土经中温烧结结构凝固，然后逐渐转变为莫来石，如3A1203+2Si07:3Al203'2Si0（莫来石）。在这段时间内，加热速度应快于中温时（通常称为扩火过程），窑内火焰应控制为中性火焰或还原火焰。在高温烧结过程中，坩埚的釉面层完全熔化，形成一层玻璃状的釉膜，并封闭在坩埚表面。如果烧结温度超过釉的温度极限，坩埚的氧化将容易形成。因此，在高温烧结过程中，应注意研究石墨坩埚和石墨匣钵釉层的熔化情况，防止因过度烧成而达不到烧结目的。莫来石（3A1203'2Si02）是一种物理化学性能稳定的耐火材料。密度、硬度、耐火度和载荷软化点都很高，热膨胀系数小。在坩埚的排列结构中，它对坩埚的固结硬化和承载力起着重要作用。因此，在坩埚烧结过程中，由于塑性耐火粘土的热效应，石墨和熟料被固结成具有一定机械强度的整体。因此，烧结温度的凹凸性和操作过程中的温度控制对石墨坩埚和石墨匣钵产品的质量和使用寿命有重要影响。

压制石墨管和石墨棒是由石墨粉（天然石墨或人造石墨）和各种粘合剂按一定比例混合，然后捏合、压制（热挤压或冷成型）或高温热处理而成。该方法可用于制造管道、板材、管件、阀门、泵等，也可作为耐磨材料、轴套、机械密封圈、气缸活塞环等，与浸渍石墨相比，

具有以下特点：

①生产方法相应简化，材料可利用破碎石墨生产石墨制品，降低成本；

②具有优异的化学稳定性、导热性、导电性、耐热性、热稳定性，机械强度高；

③导热系数低于浸渍石墨，线膨胀系数较大。

④孔隙率小，排列结构均匀，渗透性好。

⑤成型后形状致密光亮，除连接端外无需加工。

目前，各种合成树脂石墨压力管、300℃中温处理石墨压力管和树脂浸渍不透性石墨管都属于压力型不透性石墨管。