一种提高普通石墨制品机械强度的方法
【专利摘要】一种提高普通石墨制品机械强度的方法，包含以下步骤：1)加工成型的石墨制品浸泡在压力为1.5—2.0MPa高压储罐中的四氯化硅溶液中；2)2h后泄至常压，取出石墨制品浸泡在水中，使浸透于石墨制品气孔内部的四氯化硅遇水生成二氧化硅；3)反应完成后，取出擦拭水分，浸渍在浸渍液储罐中，浸渍液储罐压力为3.5—4.0MPa，使浸渍液能完全渗透石墨制品；4)浸渍2?3h后，对浸渍液储罐泄压至常压状态，取出石墨制品常温静置4h；用有机试剂将石墨制品表面析出的树脂擦拭干净；5)浸渍过的石墨制品分别在30—40℃、70—80℃和110——120℃下烘4h、4h和8h；6)再将海泡石粉填充在石墨制品的微孔内。
【专利说明】
-种提高普通石墨制品机械强度的方法
技术领域
[0001] 本发明设及多晶娃生产领域中非标石墨制品的增强方法，具体设及一种提高普通 石墨制品机械强度的方法。
【背景技术】
[0002] 多晶娃生产装置的部分设备需要石墨配件，且品种较多，因特殊的工艺运行工况， 石墨配件出现损坏的频率较多，为保证生产稳定运行，需及时更换处理，但采购原装配件存 在价格高，采购周期长等问题，尤其是部分非标备件无法及时采购到位。
[0003] 为解决此问题，通常情况下，由企业自行采购高强度石墨制品再加工成相应的配 件，但运个过程存在加工难度大、加工成本高等问题。如果采用普通石墨制品加工配件即可 克服上述问题，但加工普通石墨制品的配件机械强度达不到实际使用要求，尽管石墨制品 具有一些优异性能，但仍不能适应各种苛刻的使用条件。人们已采取多种措施来提高石墨 制品的性能，浸溃就是其中的一种方法，浸溃不仅能够改善制品的表面性质，还可W改变其 结构性能。石墨制品通过浸溃，降低了气孔率的渗透率，提高了密度和抗氧化能力，降低了 摩擦系数，提高了机械强度和密度，从而改善了制品的抗磨性能，浸溃已成为石墨制品生产 的一个重要工序。目前，通常使用的浸溃剂有渐青、树脂、盐类、己氏合金、铜、铜侣合金、矿 物油、植物油等。但是人们仍在不断寻求新的浸溃材料及浸溃方法，提高产品的性能和扩大 其应用范围。
[0004] 现有已知石墨制品的浸溃方法：1)在18-25Γ及具有浸渗后固化的大气压下用含 有1.8 % -2.2 %苯酷基、1.3-5二締和0.8 % -1.2 %的苯酷基过氧化物处理石墨制品，运样制 得的制品热稳定性差，浸溃深度不够;2)在大气压下采用含有苯乙締的苯醒基、1.3-5二締 混合物处理石墨制品，将浸溃制品的混合物放入催化剂的水溶液中，加热到l〇〇°C，随后热 处理得到200-250°C，此种方法制得的石墨制品导热性能差，耐腐蚀稳定性低。因此W上浸 溃方法都不尽如人意。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高效、低成本、加工工艺简便的 普通石墨制品的处理方法，旨在提高普通石墨制品的机械强度。
[0006] 为解决上述问题，本发明提供的一种提高普通石墨制品机械强度的方法，1. 一种 提高普通石墨制品机械强度的方法，其特征在于，该方法包含W下步骤：
[0007] 1)将加工成型的普通石墨制品完全浸泡在高压储罐中的四氯化娃溶液中，使其渗 透普通石墨制品，高压储罐的压力为1.5-2. OMPa;
[000引2)待化后将高压储罐内压力泄至常压，取出石墨制品浸泡在水中，使浸透于石墨 制品气孔内部的四氯化娃遇水反应生成二氧化娃；
[0009] 3)待反应完成后，取出石墨制品擦拭掉表面水分，使其表面不形成张力;再次浸溃 在浸溃液储罐中，浸溃液储罐压力为3.5-4.0M化;对浸溃液储罐进行加压，在高压环境下 使浸溃液充分渗透石墨制品，填充表面和内部孔隙。
[0010] 4)浸溃2-化后，对浸溃液储罐泄压至常压状态，取出石墨制品在常溫下静置地，使 浸溃液固化在石墨制品中；再用有机试剂将石墨制品表面析出的树脂擦拭干净；
[0011] 5)将浸溃过的石墨制品分别在30-40°C、70-80°C和110-120°C下烘地、4h和她，缓 慢升溫使浸溃液完全固化，充满微孔；
[0012] 6)再将海泡石粉填充在石墨制品的微孔内，使得石墨制品结构更加紧密，不易变 形，提局了石墨制品整体稳定性，更有利于提局石墨制品的使用寿命。
[0013] 所述的步骤1)中四氯化娃溶液的含量大于99.5%。
[0014] 所述的步骤2)中水为普通的自来水。
[0015] 所述的步骤3)中浸溃液为合成树脂、固化剂和乙醇的混合液。
[0016] 所述浸溃液中的合成树脂为酪醒树脂和巧喃树脂，其比例为1:4,固化剂含量为 0.5%-1%，乙醇含量为1%-2%。
[0017] 所述的步骤4)中有机试剂为丙酬或乙醇中的一种。
[0018] 本发明提供的一种提高普通石墨制品机械强度的方法，其有益效果在于：
[0019] 1、工艺方法简单，易操作，同时降低采购、加工成本，采用的四氯化娃为多晶娃生 产领域中的副产物，因此节约资源，降低生产成本，使四氯化娃与水反应生成的二氧化娃， 能够填充石墨制品材料内部气孔的容积，使整个石墨制品材料基体变得致密不透，因此可 W减少石墨制品的孔隙率，增强耐磨性，混合溶液浸溃处理后的普通石墨制品具有结构致 密、机械强度高，而二氧化娃晶体中，娃原子的4个价电子与4个氧原子共价键，因此是共价 键结合的化合物，化学性能稳定，除强氧化性气体，及烙融碱，几乎不受其他酸碱的腐蚀，因 此耐腐蚀，再者在石墨制品的微孔内填充海泡石粉，使得石墨制品结构更加紧密，不易变 形，提局了石墨制品整体稳定性，更有利于提局石墨制品的使用寿命。
[0020] 2、浸溃处理后的普通石墨制品与原石墨或采购的其它类型石墨制品相比，浸溃后 的试样增重为17.9%，热处理后增重为16.8%，在石墨空隙中的浸溃固化程度为99.8%，其 机械强度、抗冲击性能、自润滑性能、耐磨性能大幅提高，肖氏硬度达到HS80~85,其使用寿 命比处理前提高了2~3倍。
【具体实施方式】
[0021] 本实施的一种提高普通石墨制品机械强度的方法，该方法包含W下步骤：
[0022] 将加工成型的普通石墨制品完全浸泡在高压储罐中的四氯化娃溶液中，使其渗透 普通石墨制品，高压储罐的压力为1.5-2.OMPa;2)待化后将高压储罐内压力泄至常压，取 出石墨制品浸泡在水中，使浸透于石墨制品气孔内部的四氯化娃遇水反应生成二氧化娃； 3)待反应完成后，取出石墨制品擦拭掉表面水分，使其表面不形成张力;再次浸溃在浸溃液 储罐中，浸溃液储罐压力为3.5-4. OMPa;对浸溃液储罐进行加压，在高压环境下使浸溃液 充分渗透石墨制品，填充表面和内部孔隙；4)浸溃2-化后，对浸溃液储罐泄压至常压状态， 取出石墨制品在常溫下静置地，使浸溃液固化在石墨制品中；再用有机试剂将石墨制品表 面析出的树脂擦拭干净；5)将浸溃过的石墨制品分别在30-40°C、70-80°C和110--120 °C下烘4h、4h和化，缓慢升溫使浸溃液完全固化，充满微孔;6)再将海泡石粉填充在石墨制 品的微孔内，使得石墨制品结构更加紧密，不易变形，提高了石墨制品整体稳定性，更有利 于提局石墨制品的使用寿命。
[0023] 2.如权利要求1所述的一种提高普通石墨制品机械强度的方法，其特征在于:所述 的步骤1)中四氯化娃溶液的含量大于99.5%。
[0024] 3.如权利要求1所述的一种提高普通石墨制品机械强度的方法，其特征在于:所述 的步骤2)中水为普通的自来水。
[0025] 4.如权利要求1所述的一种提高普通石墨制品机械强度的方法，其特征在于:所述 的步骤3)中浸溃液为合成树脂、固化剂和乙醇的混合液。
[0026] 5.如权利要求1、4所述的一种提高普通石墨制品机械强度的方法，其特征在于:所 述浸溃液中的合成树脂为酪醒树脂和巧喃树脂，其比例为1:4，固化剂含量为0.5%-1 %，乙 醇含量为1 %-2 %。
[0027] 6.如权利要求1所述的一种提高普通石墨制品机械强度的方法，其特征在于:所述 的步骤4)中有机试剂为丙酬或乙醇中的一种。
[0028] 其增强效果见表一：
[0029] 表一石墨制品处理前后对比数据表
[0030]
【主权项】
1. 一种提高普通石墨制品机械强度的方法，其特征在于，该方法包含以下步骤： 1) 将加工成型的普通石墨制品完全浸泡在高压储罐中的四氯化硅溶液中，使其渗透普 通石墨制品，尚压储罐的压力为1 · 5-2. OMPa ； 2) 待2h后将高压储罐内压力泄至常压，取出石墨制品浸泡在水中，使浸透于石墨制品 气孔内部的四氯化硅遇水反应生成二氧化硅； 3) 待反应完成后，取出石墨制品擦拭掉表面水分;再次浸渍在浸渍液储罐中，浸渍液储 罐压力为3.5-4. OMPa，使浸渍液能完全渗透石墨制品，填充表面和内部孔隙； 4) 浸渍2-3h后，对浸渍液储罐泄压至常压状态，取出石墨制品在常温下静置4h，使浸渍 液固化在石墨制品中；再用有机试剂将石墨制品表面析出的树脂擦拭干净； 5) 将浸渍过的石墨制品分别在30-40°C、70-80°C和110--120°C下烘4h、4h和8h，缓 慢升温使浸渍液完全固化，充满微孔； 6) 再将海泡石粉填充在石墨制品的微孔内。2. 如权利要求1所述的一种提高普通石墨制品机械强度的方法，其特征在于:所述的步 骤1)中四氯化硅溶液的含量大于99.5%。3. 如权利要求1所述的一种提高普通石墨制品机械强度的方法，其特征在于:所述的步 骤2)中水为普通的自来水。4. 如权利要求1所述的一种提高普通石墨制品机械强度的方法，其特征在于:所述的步 骤3)中浸渍液为合成树脂、固化剂和乙醇的混合液。5. 如权利要求1、4所述的一种提高普通石墨制品机械强度的方法，其特征在于:所述浸 渍液中的合成树脂为酚醛树脂和呋喃树脂，其比例为1:4,固化剂含量为0.5%-1 %，乙醇含 量为1%-2%。6. 如权利要求1所述的一种提高普通石墨制品机械强度的方法，其特征在于:所述的步 骤4)中有机试剂为丙酮或乙醇中的一种。
【文档编号】C01B31/04GK106082185SQ201610402890
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】冉胜国, 甘易武, 郑连基, 赵玉岗, 闫晓英, 王体虎
【申请人】亚洲硅业（青海）有限公司