针焦电极在石墨化过程中的晶胀机理和晶胀抑制剂的作用

本文根据文献的试验结果,阐述了针焦电极在石墨化过程中的晶胀机理。石墨化时因孔壁变软,而发生不规则膨胀,使气体可从针焦颗粒的孔隙间逸出,因此,气体逸出的速率和温度范围,逸出气体的性质,杂原子,如焦炭中的硫和氮等逸出的位置,以及焦炭结构(尤其是颗粒大小)、孔隙(孔洞和裂缝)、和最佳取向情况等都会影响晶胀的程度。这些因素与气体逸出产生的压力,焦炭软化时间和气体逸出条件,以及孔壁压强对气体阻力有关。使用粘结剂和浸渍沥青能够改善焦炭颗粒内部孔隙,因为它们能够扩散到作为电极骨架的焦炭颗粒孔隙内。石墨化也导致碳的收缩,因此,收缩和晶胀都影响到电极的大小。这两种作用的效果是相反的。本文以上述影响晶胀因素为基础,对晶胀程度作定量的描述,虽然在孔径某一范围内(0.1～1μm)晶胀程度增加,而扩大到1～100μm时,晶胀被抑制的问题尚不清楚,但依据此机理,仍可提出如下的抑制晶胀方法: 1.缓和石墨化升温速度。 2.吸收释放出的杂原子。 3.控制气化过程扩大骨架焦炭的孔隙。 4.清除针焦或其起始原料的杂原子。根据晶胀机理,本文讨论了晶胀抑制剂的作用。