【原创【/font>等静压石墨:有多少爱可以重来,有多少人愿意等径/h1>


来源9/span>中国粉体 平安

[导读]等静压石墨的难度,是不可逾越的吗>/div>

中国粉体网讯2012年初,一位年近耄耋的老人在《炭素技术》上公开发表了一篇题为《等静压石墨评论》的文章,在这篇文章中,他总结了等静压石墨的发展历程、性能特点以及国内外等静压石墨产品的差距,并指出了国内等静压石墨的发展方向。在此文的末尾,老人写道9br/>


“等静压石墨向高水平发展,不可否认尚存一定的难度,但不是不可逾越的。振兴国产等静压石墨的重任在肩,相信不久的将来,国产等静压石墨不仅能占据国内市场,在国际市场上,也将占领一席之地。“/p>


当年77岁的这位老人,名叫孙戈,曾获国务院授予的国家有突出贡献专家称号,并享受国务院特殊津贴,彼时他还在四川雅安恒圣高纯石墨科技有限责任公司,从事炭石墨材料的工艺技术研究工作、/p>


14年过去了,我们不知道这位老专家是否依旧那般怀揣着对中国等静压石墨行业的“热爱”与“希冀”。但是有一点,我们基本了解,那就是他所相信的不久的将来,“国产等静压石墨在国际市场上将占领一席之地”,可能至今也没有来到、/p>


等静压石墨到底有多难>/strong>


曾任上海东洋炭素有限公司高级顾问的程鸿申先生?010年时讲了这样一个故事:国际知名的日本东洋炭素有限公司在试制等静压石墨的初期,开裂品堆积成山,企业的资金全部投入进去还是不见成效,企业濒临破产,最后通过细致踏实工作,从成品率每提高1%的里面寻找原因,一次又一次失败,终于一步一步走向成功之路、/p>


他还提到,国内的成都炭素有限责任公司早在上个世纪七、八十年代就开始搞等静压石墨了,但是直?010年前几年,经过许多工作和许多人的努力,才取得了一定的成果。我在一份名为《超大尺?Φ1100-1360×1100mm)等静压石墨关键技术研发及应用》的科技成果登记表中也发现了类似的现象、/p>


这个由成都方大炭炭复合材料股份有限公司(原成都炭素有限责任公司)完成的项目,始于2017年,历时整整六年?023年才顺利产出,并被鉴定为“填补了国内空白,打破了我国超大尺寸等静压石墨严重依赖进口的局面”、/p>


这么难为什么还要做等静压石墨?


据原成都炭素有限公司总经理苏启晖的介绍,等静压石墨是指采用等静压成型方式生产的石墨材料。等静压石墨由于成型过程中通过液体压强均匀不变施压,制得的石墨材料性质优异,具有:成型规格大、坯料组织结构均匀、密度高,强度高;各向同性(特性与尺寸、形状、取样方向无关)等优点,因此等静压石墨也被称为“各向同性”石墨、/p>


由于等静压石墨材料具备高强、高密、各向同性好,制成的石墨部件在使用过程中受热、加热都较均匀,同时由于材料的密度均匀能够有效地减小材料受急冷急热而产生的内应力(抗热震性能好),故可大大延长设备或器具的使用寿命周期,所以在半导体、太阳能光伏行业中,大量使用等静压石墨,制作单晶直拉炉热场石墨部件(坩埚、加热器、导流筒、保温罩等);多晶硅熔铸炉用加热器;化合物半导体如第三代半导体碳化硅制造用加热器、坩埚等部件、/p>


不只半导体、光伏等应用领域,等静压石墨在机械、冶金、生物工程、化学、电气、航空宇宙及原子能工业等领域都有着广泛的应用,而且,随着科学技术的发展,应用领域还在不断地扩大,甚至被誉为21世纪最有价值的新材料之一、/p>


也正是因为等静压石墨极为重要,所以二十年前中国从美国进口一批等静压石墨还需要获得美国总统批准后才能进来。当每进口一批等静压石墨都要经过登记备案时,它的战略重要性可想而知、/p>


做等静压石墨到底难在哪里>/strong>


据程鸿申先生的描述,当等静压石墨制品尺寸逐渐增大、颗粒度逐渐缩小时,会遇到想象不到的种种困难:有的成型品从等静压机里出来就已开裂,有的焙烧品几乎百分之百开裂,有的灰分始终降不下来,原材料问题、制粉问题、配比问题、混捏问题、工艺问题、设备问题、环保问题、质量问题、成品率问题、成本问题等等,不是这个问题,就是那个问题、/p>


很显然,等静压石墨的生产工艺与石墨电极不同。等静压石墨需要结构上各向同性的原料,需要将原料磨制成更细的粉体,需要应用冷等静压成型技术,焙烧周期非常长,为了达到目标密度,需要多次的浸渍—焙烧循环,石墨化的周期也要比普通石墨长得多。上面提到的《超大尺?Φ1100-1360×1100mm)等静压石墨关键技术研发及应用》项目中指出,大规格等静压石墨的关键核心技术为:等静压石墨配方研究、压型工艺控制、焙烧工艺控制、/p>


等静压石墨生产工艺流程简国/p>


我们单从原料和制粉的角度来看一看等静压石墨生产的难度、/p>


生产等静压石墨的原料包括骨料和粘结剂。骨料通常是用石油焦和沥青焦。为了根据不同的用途进行产品性能的调整,也有用炭黑、人造石墨做添加剂的情况。制备炭石墨材料所用的粘结剂有:煤沥青、煤焦油以及各种树脂。由于煤沥青能和粉料充分混捏形成可塑性的糊料并且炭化能与粉料颗粒很好地粘结,所以是制备等静压石墨常用的粘结剂、/p>


等静压石墨的性能受原料的影响极大,对原料的精选是能否生产出所需要的最终产品的关键环节。但是国外具体的生产原料和配方对我国一直是保密的、/p>


等静压石墨作为结构材料,要求有较高的物化性能。构成石墨材料的基础炭颗粒粒度越细,则其质地越致密,机械强度亦越高。但是炭质骨料的颗粒越细,表面积越大,粘结剂要均匀地包覆在每个颗粒表面,在配方中使用的粘结剂量就越多。这增加了烧结的废品率,石墨化度也很难提高、/p>


据悉,国际知名炭素公司美国步高为提高各向同性石墨的质量,主要从采用微细颗粒原料着手,如美国电火花用EDM-AF型各向同性石墨的粒径达世界上罕见的甚至可能是唯一?μm,而德国的R8710型各向同性石墨为3μm,日本东洋等静压石墨TTK-5平均粒度?μm,这种超细颗粒石墨的制造工艺难度极大,较为罕见。这类产品具有致密的结构、极高的强度,用于电火花加工能使加工表面粗糙度、加工速度、损耗达到理想的境界(编者注:以上数据是15年前的报道)、/p>


等静压石墨的难度是不可逾越的吗>/strong>


“难道我们真的要长期依赖于进口等静压石墨产品度日吗?难道我们就不能发展自己的等静压石墨产业?从长远发展考虑,我们要发展自己的等静压石墨产业,不依赖于进口,这才是我国民族工业发展之路。“/p>


这是程鸿申先?5年前发出的呼吁。而且,为发展中国等静压石墨产业,他当时还特别提出来自己的十点建议。如果政府、行业、企业都能一齐重视这十点建议,想必经?5年齐心协力的奋斗,今日我们“国产等静压石墨在国际市场上定能占领一席之地”、/p>


?)开展一次全国性的等静压石墨生产企业基本情况调研活?/p>

?)政府或行业协会牵头,全面规划,合理布局,稳步发屔/p>

?)强化产、学、研相结合,增加科研力量,防止资金与技术相脱节

?)加强基础理论和基本工艺研穵/p>

?)适当引进国外关键设备

?)适时引进国外相关技术人扌/p>

?)打破行业技术垄断,举办专项技术交流会,促进技术转让及技术互?/p>

?)组建中国等静压石墨产业联盟,实现优势互?/p>

?)密切与应用行业协会的联系,全力争取国内用户

?0)加强相关信息工作的力度,有效利用国内外相关情报资料


以上十点,我认为贯穿其中的就是应该要有“联接”和“交流”,包括政府相关部门、行业协会、产学研三方、产业链上中下游、同行企业之间。这些点之间的“联接”和“交流”一旦中断,那么有些难度真得会变成不可逾越的(这种“不可逾越”的难度,同样也存在于中国粉体工业和中国先进陶瓷产业当中)、/p>


以第十点建议为例,当我查阅文献资料之后发现,等静压石墨领域最系统的行业分析,还停滞在15年前的那个时期。没有情报,怎么打仗?又如何能抢占国际市场?


还有多少个五年可以重来?


不可否认,国内零星有企业在等静压石墨技术上实现了重大突破,就像上面提到的国内龙头企业在超大规格等静压石墨上前两年填补了国内空白,也有企业在半导体级、核能等静压石墨上实现了自主生产。但是两三家企业的局部突破,并不能代表我们整个等静压石墨产业在国际市场上站稳了脚跟,也不代表国产等静压石墨制品完全主导了国内市场、/p>


其中有没有哪些低水平的重复投资?有没有科研与生产严重脱节的情况?等静压石墨生产企业之间缺乏技术交流,会不会导致整个行业发展缓慢?没有持续系统的国内外信息情报搜集整理工作,企业决策的依据能做到科学合理吗>/p>


原成都炭素有限公司总经理苏启晖先生15年前说过,大尺寸、高纯度、高密度、高强度、等静压石墨材料是电子和光伏产业发展需要,“十二五”期间(编者注:即2011?015年)将是国内等静压石墨制造企业发展的最好机会、/p>


15年过去了,回顾那时候,除了有资金、有专业人才、和最好的产业发展机遇之外,和眼前相比,我想他们最具特色的是对行业所持有的“热爱”与“希望”,而这一切的底气在于他们的“信心”、/p>


如果大家都对行业充满“信心”,那又有什么困难是不可逾越的呢>/p>


参考资料:

[1]孙戈:等静压石墨评论,炭素技?012

[2]苏启晖:国内等静压石墨研究与生产现状和发展趋势,半导体、光伏产业用石墨、石英制品技术及市场研讨?010

[3]程鸿申,目前中国发展等静压石墨产业的若干问题,第22届炭-石墨材料学术会议论文?010

[4]黄四信等:等静压石墨的生产工艺、主要用途和国内市场分析,炭素技?010

[5]施辉献:等静压石墨的成型工艺研究,昆明理工大?013

[6]谢文蛟:原料及制备工艺对等静压石墨材料结构与性能的影响,湖南大学2013


(中国粉体网编辑整理/平安(/p>

注:图片非商业用途,存在侵权告知删除?/p>


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作者:平安

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