[发明专利]一种石墨热等静压成型的加工方法

说明书

本发明提供了一种石墨热等静压成型的加工方法，所述加工方法包括以下步骤：将石墨原料装填于包套中，所述石墨原料与包套的内壁之间设有无机纤维棉；装填完成后将包套封口并进行脱气处理；将脱气后的包套进行热等静压处理，冷却后去除包套，得到石墨产品。本发明所述加工方法采用热等静压法生产石墨产品，通过脱气以及热等静压工艺，保证石墨原料受力均匀，方便粉料的成型加工或块料致密度的提高，且能够加工得到各向同性石墨产品，有助于石墨强度等力学性能的提高，增加其使用寿命；所述方法在石墨原料和包套之间设置无机纤维棉，避免包套在热等静压高温高压条件下与石墨反应而影响产品纯度，也可避免石墨与包套反应后难以分离的问题。

技术领域

本发明属于无机非金属材料加工技术领域，涉及一种石墨热等静压成型的加工方法。

背景技术

成型工艺是由粉状颗粒制备块状结构件的重要方式之一，主要有以下几种方法，包括挤压成型、模压成型以及等静压成型，相比前两种加工工艺，采用等静压工艺制备的产品在力学性能上更具优势，而等静压工艺又分为冷等静压工艺和热等静压工艺，后者的加工时间往往更短，产品的致密度通常也会更高。

石墨作为一种常用的碳材料，其密度的提升有利于提高石墨的强度和寿命，高纯石墨在生产过程中需要经过煅烧、提纯、磨粉、成型等一系列工序，工艺复杂繁琐。当石墨加工成型后，尤其是对于各向同性石墨来说，密度的提升会变得较为困难。采用等静压法生产各向同性石墨，在力学性能上有着更大的优势，各向同性石墨物理性能稳定，石墨密度更高，性能更好，然而目前的方法仍主要是冷等静压法，所得石墨产品的性能有限。

CN 104386670A公开了一种等静压高纯石墨材料及其制备方法，该方法包括粉体的制备、轧片、二次制粉、等静压、焙烧、浸渍、提纯、石墨化的步骤，粉体原料包括焦粉、焙烧粉、石墨粉和硬质沥青配料，等静压步骤为将橡皮囊套入模具框，将原料装入橡胶皮囊，多次震实和装料，密封，抽真空，保压一段时间，放入等静压缸体中进行施压和保压，该方法仍属于冷等静压工艺，石墨材料的组成较为复杂，方法步骤众多，加工时间长，致密度不足。

CN 105047859A公开了一种锂电池用热等静压中间相石墨负极材料及其制备方法，该方法包括如下步骤：以自焙性中间相炭微球为原料预成型；热等静压；石墨化；粉碎分级。该方法中的原料选择自焙性中间相炭微球，采用模压预成型的操作，热等静压处理后再进行石墨化处理，石墨化处理步骤温度极高，能耗较高，且石墨负极材料并非高纯石墨，两者的制备工艺也会不同。

综上所述，对于石墨的热等静压成型，需要选择合适的加工工艺，以便得到高致密度和强度、高稳定性的石墨产品，同时缩短加工时间，降低成本。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种石墨热等静压成型的加工方法，所述加工方法采用热等静压法生产石墨产品，方便粉料的成型加工或块料致密度的提高，且能够加工得到各向同性石墨产品，有助于石墨强度等力学性能的提高，增加其使用寿命，降低生产成本，扩大其适用范围。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种石墨热等静压成型的加工方法，所述加工方法包括以下步骤：

(1)将石墨原料装填于包套中，所述石墨原料与包套的内壁之间设有无机纤维棉；

(2)步骤(1)装填完成后将包套封口并进行脱气处理；

(3)将步骤(2)脱气后的包套进行热等静压处理，冷却后去除包套，得到石墨产品。

本发明中，采用热等静压法制备石墨产品，根据其制备方法及所用设备，在石墨原料和包套之间设置无机纤维棉，避免包套在热等静压高温高压条件下与石墨反应而影响产品纯度，也会造成产品难以取出；通过脱气以及热等静压工艺，保证石墨原料受力均匀，使得所得成型产品均匀性强，致密度高，从而具有更高的强度，延长其使用寿命，同时也有助于得到各向同性石墨产品，性能优异，从而扩展其应用领域。