[发明专利]一种高强度复合石墨电极的制备方法

说明书

本发明一种高强度复合石墨电极的制备方法，涉及电极制备技术领域；具体是将制备原料粉碎成纳米级，并在反应釜中用乙醇气体进行活化反应，添加石墨烯纤维混捏后焙烧，之后浸入氯化银或氯化铜溶液进行离子吸附，吸附后干燥并石墨化处理；本发明在混捏成型之前对原料进行活化，有利于在形成石墨电极的过程中原料之间的结合力加强，提高石墨电极在使用时防折损率；本发明在增加石墨烯纤维和添加剂的基础上，结合原料前期的活化及半成品后期的离子吸附，有效提高了成品石墨电极的强度，使其具有更高的强度，同时具有高熔点和高弹性系数，良好的电热传导性，较小的热膨胀性能和较好的冲击性能。

技术领域

本发明涉及电极制备技术领域，具体是一种高强度复合石墨电极的制备方法。

背景技术

石墨电极，主要以石油焦、针状焦为原料，煤沥青作结合剂，经煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、石墨化、机加工而制成，是在电弧炉中以电弧形式释放电能对炉料进行加热熔化的导体，根据其质量指标高低，可分为普通功率、高功率和超高功率。

但是，目前的石墨电极由于结构不稳定，强度不高，在高温环境下很容易被氧化，因此石墨电极从氧化部位开始往下逐渐变细，使电极的抗耗性能下降，而石墨电极经过抗氧化处理后，又会一定程度的降低石墨电极的发射性能和产量，同时提高了生产周期和能耗。怎样提供一种结构稳定，强度高抗氧化性能强且安全可靠的石墨电极，是目前所要解决的问题。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，提供一种高强度复合石墨电极的制备方法，目的是提高石墨电极的强度，解决由于石墨电极强度低造成的结构稳定性差，抗耗性能低的问题。

本发明是通过如下技术方案实现的。

一种高强度复合石墨电极的制备方法，包括以下具体步骤：

1）按照重量份称取原料：30-32份石油焦、20-25份针状焦、10-12份煤沥青、5-7份的β-SiC、0.5-0.7份脂肪醇聚氧乙烯醚、0.5-0.8份甲基萘磺酸钠、0.5-0.8份CaO、0.5-0.7份AL₂O₃、1-3份铜粉。

2）原料活化处理：将固体形态的各原料分别粉碎并筛分至粒径为30-50nm的粉末之后，将石油焦、针状焦、铜粉和β-SiC充分混合形成混合物A，将A放入反应釜，并在反应釜内通入A质量5-8%的乙醇气体，350-450℃下搅拌反应3-5h，得到反应物B。

3）物料成型：将B降温至100-150℃，加入脂肪醇聚氧乙烯醚、甲基萘磺酸钠、CaO和AL₂O₃充分混合后，加入煤沥青混合制成糊料，在糊料中加入石墨烯纤维继续混合，之后在成型机中混捏成型。

4）半成品焙烧：将混捏成型后得到的半成品进行焙烧，焙烧之后自然降温，放置72h之后得到石墨电极焙烧品。

5）离子吸附：将获得的石墨电极焙烧品完全浸没到离子溶液中静置48-72h，之后烘干，所述的离子溶液为浓度12-18mol/L的氯化银或氯化铜溶液。

6）石墨化处理：将干燥后的焙烧品放入石墨化炉内，按送电曲线对焙烧品进行石墨化处理，在此过程中，石墨化炉的温度加热至3300-3500℃，冷却维护时长控制在300-320h，得到成品石墨电极。

优选的，所述步骤2中反应釜的反应压力为8-15MPa。

优选的，所述步骤2中将石油焦、针状焦、铜粉和β-SiC充分混合采用的搅拌速度为1500-1800r/min，混合时间为20-30min。

优选的，所述步骤3中加入的石墨烯纤维为糊料质量的6-10%，石墨烯纤维的直径为0.5-1mm。

优选的，所述步骤4中焙烧的温度为1200-1500℃。