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目前我国碳纤维材料生产用无烟煤主要来自于山西阳泉矿区和晋城矿区、河南焦作矿区、宁夏汝基沟矿区和贵州纳雍矿区,其中宁夏汝基沟的优质无烟煤(也称太西无烟煤)最适合作为碳纤维材料生产用原料。
由于冶金焦成焦温度高达1000℃左右,故碳纤维材料生产用的冶金焦原料无需煅烧,只要烘于即可使用。无烟煤通常用作动力或生活燃料,也可作气化原料。低灰分、块状及机械强度较高的优质无烟煤是生产各种类型碳块、碳质电极和电极糊的原料。
碳纤维棒以碳质材料或石墨材料为基材而制成。在各种电气设备中产生热能或光能的元器件,碳纤维棒可用作电弧放电的电极,电弧放电时产生很高的温度和很强的发光强度。碳纤维棒按其用途可分为电影放映炭棒、高色温摄影碳纤维棒、紫外线型和阳光型炭棒、照相制版碳纤维棒、碳弧气刨炭棒、精密铸造炭棒、电解碳棒、弧光照明碳棒、光谱碳棒、电池碳棒和焊接碳棒等。
碳材料生产中对改质沥青黏结剂进行降黏增塑改性处理,即添加增塑剂(如硬脂酸、油酸、皂片和石蜡等),充分改善改质沥青的高温流变性能,以保证碳材料生产的顺利进行。
高炉碳块在长期使用过程中会被侵蚀。碳块被侵蚀的主要原因是熔融的铁水和熔渣对炭块的渗透和侵蚀,以及热应力对碳块的破坏。为了减少砌筑时的缝隙,炉底炭块应尽可能增大尺寸(如生产截面为500mmx600mm的大碳块),必要时炉底碳块应经过一次浸渍以提高炭块的体积密度和降低气孔率;
按原料来源划分,碳纤维可分为聚丙烯腈基炭纤维、沥青基炭纤维和粘胶丝基炭纤维,其中产量最大的是聚丙烯腈基炭纤维。按复合工艺划分,碳纤维复合材料可分为碳纤维一树脂复合材料、碳纤维增强金属复合材料、碳纤维增强水泥复合材料、碳纤维增强陶瓷复合材料和碳/碳复合材料等。
浸渍剂煤沥青中所含QI分为原生QI和次生QI。它们堆积在制品开口气孔处,阻碍浸渍的进行,并且随着堆积厚度增加,其渗透阻力增大。同样阻碍沥青向碳纤维材料制品内部渗透,降低煤沥青的浸入率,直接影响浸渍效果。因此,在碳纤维材料的浸渍处理时应该采用低QI含量的专用浸渍剂沥青。
直流电弧炉的广泛采用。直流电弧炉逐渐取代交流电弧炉已成为必然趋势。电炉炼钢技术的发展(电炉的大型化、单位炉容量电功率的提高和直流电弧炉的使用)不断对石墨电极的品种和质量提出了新的要求,也推动了石墨电极生产技术和工艺装备的不断改进。更是推动了后期碳纤维材料制品的发展
颗粒的耐磨性。颗粒的耐磨性表征了固体碳纤维原料颗粒的抗磨损性能,它关系着原料颗粒在煅烧、粉碎、筛分和混捏过程中的磨损形变及破碎粉化程度
以生产石墨电极为主要品种的炭材料企业构成了冶金碳纤维制品工业。