【技术】石墨化过程中产生“气胀”现象的原因是什么

在石墨化过程中，1400~2100℃的温度区间内，炭材料产生的不可逆体积膨胀称为“气胀”。

炭材料在上述温度区间受到高温热处理时，炭材料结构中键合在杂环上的硫和氮在某一个狭小的温度范围内以气体硫化物和氮化物的形式突然被释放出来，炭材料产生一个突然增大的体积膨胀，这种不可逆膨胀由于炭材料内部结构被破坏而产生，因此，当石墨制品从高温冷却下来后也不再恢复，半石墨化石油焦增碳剂产品可了解。

“气胀”在炭材料内部造成很大的压力，致使炭材料产生许多孔隙和裂纹，从而增加了石墨制品的内应力，减低了石墨材料的强度。因此，“气胀”是炭材料石墨化处理过程中的有害效应。炭质原料的含硫量和含氨量对“气胀”程度有很大的影响，原料中两者的含量越高，所制炭坯在石墨化过程中产生的不可逆膨胀率也越大。比较而言，石油焦的硫含量稍高一些，沥青焦的氮含量稍高一些，石油系针状焦的“气胀”是由于硫元素引起的，而沥青针状焦的“气胀”除硫元素外，与氮元素也有一定关系。“气胀”的大小是鉴定针状焦质量的重要指标之一。 

“气胀”程度还取决于原料焦的微气孔率、逸出气体的压力和焦炭气孔壁的阻力等。原料焦的微气孔能容纳逸出的气体，对“气胀”有所缓冲。逸出气体的压力则取决于硫化物和氮化物的逸出速率和数量、气孔通道的尺寸和长度。气孔壁阻力取决于气孔壁的厚度和取向性。了解更多石墨化制品技术指导，可随时联系我们。