[发明专利]无烟煤在制造导体材料的应用及无烟煤导体材料

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种非金属导体材料，特别是一种采用无烟煤作为原料制成的无烟煤导体材料。

背景技术

煤是一种黑色固体矿物，主要成分是碳、氢、氧和氮。煤是古代植物体在不透空气或空气不足的情况下，受到地下的高温和高压而变质形成的，按形成阶段和碳化程度不同，可分为泥煤、褐煤、烟煤和无烟煤四种。无烟煤具有发热量大、热稳定性高、机械强度好、硬度大、脆度小、挥发量低、固定碳成分高等特点，目前的无烟煤主要用作烧炉取暖、发电或高炉喷吹及烧结铁矿石的燃料，没有用作导体材料或热传导材料的先例。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种无烟煤在制造导体材料中的应用，从而改变无烟煤只作燃料使用的局限，拓宽无烟煤的应用范围提升无烟煤的使用价值；同时提供一种无烟煤导体材料，它具备良好的导电性、导热性和润滑性能可以取代石墨原材料。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

无烟煤在制造导体材料中的应用。该应用是将无烟煤用于制造导体材料。  

一种无烟煤导体材料。该导体材料是采用无烟煤作为原料经过煅烧和焙烧后制成；制成的无烟煤导体材料的电阻值为0.4～0.6欧，电阻率为2.2～1.5欧姆·米。

一种无烟煤导体材料的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

（1）、选择发热量为7000大卡（kca/kg）以上的优质无烟煤，并将其破碎成20～30cm的块状无烟煤；

（2）、将上述经破碎的块状无烟煤层叠放入煅烧炉中，通电后利用无烟煤产生的自热自燃进行煅烧，温度达到1600～2200度后保温2～3小时；

（3）、隔绝氧气进行焙烧，待煅烧块状无烟煤自然冷却后，即得本发明的无烟煤导体材料；该无烟煤导体材料为块状，根据产品需要，也可再加工成颗粒料或粉状材料使用。

上述的无烟煤导体材料制备方法中，所用的无烟煤是具有玻璃或金刚光泽的黑色天然物质，其容重1.5～1.8 g/cm³，莫氏硬度为2.0～3.5，碳、氢和氧占有机质的95%以上。

前述的无烟煤导体材料制备方法中，块状无烟煤从煅烧、焙烧到自然冷却的时间为20～24小时。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明对传统上只作燃料使用的无烟煤进行了深度挖掘，通过对无烟煤直接进行煅烧和焙烧后发现其具备良好的导电能力，即获得了一种具备导电性的新型导体材料，改变了以往无烟煤只作燃料使用的局限，拓宽了无烟煤的应用范围和使用领域，扩大了无烟煤的应用前景，提升了无烟煤的使用价值。

经检测，本发明的这种无烟煤导体材料具备良好的导电性、导热性和润滑性能，完全具备石墨的导体材料性质及用途。而石墨导体材料被广泛、普遍的使用，能制成多种非金属的导体材料和润滑材料在冶金、化工、机械、电子、航天、军工、医疗器械零部件上使用，但石墨资源蕴藏量小，许多产煤地区只产煤而不产石墨材料，石墨资源较短缺，造成石墨的价格日益高涨，使用户达到难以承受的地步。本发明的无烟煤导体材料完全可以直接取代日益稀缺的石墨原材料来使用，作成原来只有石墨原材料才能制造的各种导体材料，从而填补我国大多产煤而不产石墨地区和获取石墨困难的空白。本发明这种经过煅烧和焙烧的无烟煤导体材料，消除了原无烟煤中的有害有毒物质，比石墨更纯净，又无毒，无味，无害，无污染，无腐蚀，符合环保要求，是当代的绿色环保产品，而且其利用无烟煤经煅烧和焙烧获得，材料成本低廉，材料获得容易，是一种战略性新兴材料，发展应用前景广阔。

本发明采用的无烟煤是具有玻璃或金刚光泽的黑色天然物质，它密度大，容重1.5～1.8 g/cm³，莫氏硬度2.0～3.5，灰分低，脆度小，挥发份小，固定碳高，发热量高，热稳定性好，化学反应小，机械强度高，有机质高，其中的碳、氢和氧占有机质的95%以上。从以上特质，基本上用肉眼就可以选定并选用，无需借助任何机械设备或化验仪器的帮助来选定。