碳(C)纤维的生产(Produce)用料 炭糊类产品可分为两大类,一类为导电材料(Material)(如电极(electrode)糊和阳极(anode)糊);一类是用作砌筑炭块时的填缝材料或黏结材料(如底部糊、粗缝糊和细缝糊)。
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(1)电极(electrode)糊(代号THD)。电极糊用作电石炉和铁合金(Ferroalloys)炉的导电材料(Material),其焙烧过程(guò chéng)完全依靠矿热电炉自身产生的热量(Heat)进行,并且此焙烧过程与电极的消耗(consume)是同步连续进行的,故又称之为连续自焙电极。生产1t硅(silicon)铁,要消耗40~50kg电极糊;生产1t电石,要消耗25~30kg电极糊。生产电极糊的主要原料是无烟煤、冶炼金属焦和煤沥青(成分:沥青质和树脂)。2004年,我国铁合金产量达到866万t,需要电极糊30~45万t,我国电石产量达到654万t,需要电极糊15~30万t。
(2)阳极(anode)糊(代号THY)。碳纤维配件“外柔内刚”,质量比金属铝轻,但强度却高于钢铁,并且具有耐腐蚀、高模量的特性,在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维。阳极糊用作自焙铝(Al)电解槽的阳极材料,阳极糊置于电解槽上部由铝板焊成的槽内,其四周钉入若干根导电钢棒,通电后,依靠电阻(resistance)热熔化(定义:物质由固态变成液态的变化过程(guò chéng))并自行焙烧成具有一定机械强度(strength)及导电能力的自焙阳极。根据阳极糊中阳极棒插入位置(position )的不同,阳极糊分为侧插阳极糊和上插阳极糊。阳极糊在铝电解槽中既作为导电材料,又参与电解的阳极反应,每生产1t电解铝,大约需要消耗(consume)600kg阳极糊。生产阳极糊全部采用少灰原料石油焦作骨料(aggregate),煤沥青(成分:沥青质和树脂)作赫结剂。由于自焙电解槽生产工作效率低,电耗大,并且阳极糊自焙过程中产生大量的沥青烟气感染环境,因此,目前我国已经基本上以预焙电解槽取代自焙电解槽,阳极糊这类产品即将被淘汰。
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(3)砌筑炭块用炭糊。碳纤维配件一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成,经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维生产具有许多优良性能,碳纤维的轴向强度和模量高,密度低、比性能高,无蠕变,非氧化环境下耐超高温,耐疲劳性好,比热及导电性介于非金属和金属之间,热膨胀系数小且具有各向异性,耐腐蚀性好,X射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。在砌筑铝(Al)电解槽时,用于铺在电解槽底部和填塞阴极炭块间的缝隙而使用的糊料称为底部糊(也称为阴极糊);用于高炉和矿热电炉炉底砌筑时找平层和炉壁膨胀(inflate)缝的炭糊称为粗缝糊(代号THC),它主要用于填塞炭块之间的宽缝,用于炭块间黏结并填塞炭块之间的细缝的炭糊称为细缝糊(代号THX)。砌筑炭块用炭糊的生产(Produce)原料与炭块相同,仅配方有所差异且混捏后即可使用。这类炭糊一般随炭块向用户同时供应。对此类炭糊的要求是有较好的热导率、较小的体积(volume)收缩和施工时使用方便等。
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