Научная статья на тему 'Investigation of the current State of isostatic Graphite production technology'

Investigation of the current State of isostatic Graphite production technology Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
140
34
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
іЗОСТАТИЧНИЙ ГРАФіТ / іЗОСТАТИЧНЕ ПРЕСУВАННЯ / ФОТОГАЛЬВАНіЧНА ПРОМИСЛОВіСТЬ / ТЕРМОСТіЙКИЙ МАТЕРіАЛ / HEAT-RESISTANT MATERIAL / КОКСОПЕКОВА КОМПОЗИЦіЯ / COKE-PITCH COMPOSITION / ИЗОСТАТИЧЕСКИЙ ГРАФИТ / ISOSTATIC GRAPHITE / ИЗОСТАТИЧЕСКОЕ ПРЕССОВАНИЕ / ISOSTATIC PRESSING / ФОТОГАЛЬВАНИЧЕСКАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ / PHOTOGALVANIC INDUSTRY

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Karvatskii A., Leleka S., Pedchenko A., Lasariev T.

The study of isostatic graphite production process and its development trends in the world market was conducted. It was established that the isostatic graphite production is a complex and multistage process that requires careful preparation of raw materials, the usage of powerful specialized pressing equipment, the use of elaborate heat treatment modes etc. As a result, it creates a high final price comparing to other brands of graphite materials. Methods of synthesis, analysis and systematization of available information regarding the isostatic graphite production were used for the study. The peculiarities of foreign isostatic graphite production technology were determined, which allows to set directions of improvement by Ukrainian producers, namely: - choice of components and their composition for coke and pitch mixture; - adding special modifiers; - optimization of particle size distribution of the filler; - setting the pressure for pressing moulding powder; - choice of modes of blanks thermal processing etc. The level of future growth in global demand is determined for isostatic graphite materials and products based on it, which is more than 5 % of the annual global volume of production. The results enable further research in order to develop equipment and rational modes of grinding, mixing and pressing coke-pitch compositions using available Ukrainian brand coke and pitch. Furthermore, it will allow in the future to conduct a study of pressed billets heat treatment to reduce the unit cost of electricity and improve the process of isostatic graphite material manufacturing.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Investigation of the current State of isostatic Graphite production technology»

БОТ: 10.15587/2312-8372.2017.98125

ДОСЛ1ДЖЕННЯ СУЧАСНОГО СТАНУ ТЕХНОЛОГИ ВИРОБНИЦТВА 1ЗОСТАТИЧНОГО ГРАФ1ТУ

Карвацький А. Я., Лелека С. В., Лазарев Т. В., Педченко А. Ю.

1. Вступ

Графiтовi матерiали набули широкого використання в рiзних галузях промисловостi завдяки унiкальному поеднанню мехашчних, хiмiчних i теплофь зичних властивостей. 1х застосовують в металурги, енергетищ, машинобуду-ваннi, на шдприемствах вшськово-промислового комплексу, пiд час виготов-лення вогнетривких матерiалiв, електричних машин i установок, фарб, акуму-ляторних батарей, нагрiвачiв тощо.

На виробництвi використовують як природний, так i штучний графiт, останнiй з яких вщзначаеться високою чистотою. Штучний графiт за способом виготовлення, подальшого мiсця його використання, експлуатацшних умов подь ляеться на велику кiлькiсть рiзновидiв та марок. 1зостатичний графiт представляе собою окремий ушкальний тип графiтового матерiалу, який вiдрiзняеться вiд ш-ших видiв штучного графiту кращими фiзичними властивостями та !х iзотропнi-стю по всiй структурi. Деталi з даного матерiалу за багатьма характеристиками мщносп схожi на сталевi, а за електро- та теплопровiднiстю зберпають всi переваги графiту. У деяких галузях промисловостi такий матерiал практично неза-мiнний. Наприклад, електроди з iзостатичного графiту в електроерозшних верс-татах дають змогу мало не на порядок збшьшити точшсть металообробки [1].

1зостатичний графiт являе собою дрiбнозернистий графiт, який отримують за високого тиску методом iзостатичного пресування. З даного матерiалу виготов-ляють вироби складно! форми з високою чистотою обробки поверхнi. Для потреб металургшно! промисловостi з iзостатичного графiту виготовляються ливарнi ко-кш, плавильнi тиглi, кристалiзатори, воронки, жолоби тощо [2]. В електротехшч-нш галузi з цього матерiалу виготовляють елементи електровакуумних приладiв, контейнери для виробництва натвпровщниюв, сiтки для випрямлячiв з ртутi, ано-ди. 1зостатичний графiт е незамiнним конструкцiйним матерiалом реакторiв атом-них електростанцiй, сонячних фотоелектричних елементiв тощо.

Розробка технологи виробництва iзостатичного графiту ведеться провщ-ними виробниками на ринку з виготовлення штучного графггу ще з 60-х роюв минулого столiття. У кра!нах СНД та в Укра1ш зокрема даним перспективним напрямком вггчизняш виробники зацiкавилися пiсля 2006 року, тобто в час швидкого зростання глобально! фотоелектрично! промисловостi. Такий швид-кий рiст призвiв до нестачi перспективного графiтового матерiалу на св^овому ринку з виробництва штучного графггу [3]. З того часу провщш виробники за-ймаються постiйним розширенням асортименту iзостатичного графiту та удо-сконалюванням технологi! його виробництва.

За даних обставин дослщження та вдосконалення технологi! виробництва продукцi! з iзостатичного графiту е безперечно актуальною задачею.

2. Об'ект дoслiдження та йoгo технoлoгiчний аудит

Об'ектом даного до^дження e пpoцес виpoбництвa iзoстaтичнoгo rpa-фпу та пеpспективи йoгo пoдaльшoгo poзвиткy на свiтoвiй apенi.

Hapa3Í iзoстaтичний гpaфiт e дoсить зaтpебyвaним мaтеpiaлoм, який rap^ стyeться значним впитом y фoтoелектpичнiй пpoмислoвoстi та e незамшним шд час виpoбництвa нaпiвпpoвiдникiв. Це пoяснюeться ушкальшстю влaстивo-стей дашго типу гpaфiтy, який хapaктеpизyeться висoкими значеннями мщтос-ri, теpмoстiйкoстi, електpoпpoвiднoстi та oднopiднiстю ф1зичних влaстивoстей.

Однак виpoбництвo iзoстaтичнoгo гpaфiтy пoтpебye pетельнoï пiдгoтoвки вихiднoï сиpoвини, застосування спецiaльнoгo пoтyжнoгo пpесyвaльнoгo oблa-днання, викopистaння детaльнo poзpoблених pежимiв теpмooбpoбки тoщo. В кiнцевoмy pезyльтaтi це пpизвoдить дo висoких щн на готовий iзoстaтичний гpaфiт пopiвнянo з шшими типами гpaфiтoвих мaтеpiaлiв.

3. Мета та задачi дoслiдження

Мета роботи - дoслiдження oсoбливoстей пpoцесy пoетaпнoгo виготов-лення iзoстaтичнoгo гpaфiтoвoгo мaтеpiaлy та визначення piвня ^питу пpoдyк-ц11" з висoкoдиспеpснoгo гpaфiтoвoгo мaтеpiaлy на свiтoвoмy pинкy.

Для дoсягнення вкaзaнoï мети неoбхiднo ви^ната так задача

1. Визначити oснoвнi етапи виpoбництвa iзoстaтичнoгo гpaфiтy та пpoвес-ти ïx детальний анал1з.

2. Рoзкpити oсoбливoстi теxнoлoгiï зaкopдoннoгo виpoбництвa iзoстaтичнo-ro гpaфiтy та визначити мoжливoстi ïï yдoскoнaлення на пiдпpиeмствax Укpaïни.

3. Встaнoвити piвень пoдaльшoгo poзвиткy свiтoвoгo виpoбництвa iзoстa-тичнoгo гpaфiтoвoгo мaтеpiaлy та мaтеpiaлiв на йoгo oснoвi.

та мaтеp

V

х Р1шен1

4. Дoслiдження iснуючих р1шень пpoблеми

В pезyльтaтi анал1зу лiтеpaтypниx даних встaнoвленo, :o iзoстaтичний

штучний гpaфiт oтpимyють у декшька стадш, а саме [4-11]:

- шдготовка пеку та пoдpiбнення кoксy;

- змшування кoксy та пеку з oднoчaсним нaгpiвaнням oтpимaнoï сум1шц

- фopмyвaння, oxoлoдження та шдабнення yтвopенoï кoксoпекoвoï кoмпoзицiï;

- ^есування пoдpiбненoгo пopoшкy в заготовки шд дieю висoкoгo тиску у спещальних iзoстaтичниx пpесax;

- випалювання пiдгoтoвлениx зaгoтoвoк за темпеpaтypи дo SGG-13GG °С;

- гpaфiтyвaння випалених вуглецевих виpoбiв за темпеpaтypи дo 3GGG °С;

- мехашчна o6po6^ гpaфiтoвиx зaгoтoвoк з метoю oтpимaння кiнцевoгo пpoдyктy.

Тaкoж бyлo всташвлеш, :o iзoстaтичний гpaфiт e дoсить зaтpебyвaним мaтеpiaлoм у фoтoелектpичнiй пpoмислoвoстi у виpoбництвi сoнячниx бата-pей - в галуз1, яка зaзнae стpiмкoгo poзвиткy з 2GG6 po^ [З, 12, 1З]. Дана зpoс-таюча тенденщя вимaгae зaстoсyвaння швих висoкoчистиx мapoк iзoтpoпнoгo гpaфiтy, а вщтак i нoвиx теxнoлoгiй того виpoбництвa.

Таким чинoм, pезyльтaти анал1зу дають змoгy зpoбити виснoвoк ^o те, :o детальний oпис теxнoлoгiï вигoтoвлення iзoстaтичнoгo гpaфiтy pетельнo

оберпаеться провщними зарубiжними виробниками з виробництва графггово! продукци. Тому дослiдження та облж доступно! iнформацii, noTpi6Hoi для роз-витку даного напрямку з виробництва нового та перспективного конструкцш-ного графггу та виробiв на його основi е вкрай актуальною задачею.

5. Методи дослщжень

Для виршення поставлено! задачi використовувалися методи синтезу, аналiзу та систематизаци доступно! у вщкритому доступi iнформацii, пов'язано! з виробництвом продукци з використанням iзостатичного графiту.

Для побудови усереднено! залежностi основних механiчних властивостей деяких найпоширешших марок зарубiжних зразкiв високодисперсного графпу та тенденцiй виробництва iзостатичного графiту використовувалися методи статистично! обробки даних.

6. Результати дослвджень

6.1. Аналiз сучасного стану технологи виробництва i30crara4H0r0 графiту.

Як вiдомо, процес виробництва iзостатичного графiту починаеться з при-готування вихiдноi сировини, а саме подрiбнення наповнювача - коксу рiзноi природи та пiдготовки «матриц - в'яжучого матерiалу» - зазвичай кам'яновугшьного пеку [11].

У якост наповнювача використовують сланцевий [5, 7], нафтовий [6] i пековий кокс [1, 8, 9], а також сумш коксового дрiб'язку рiзноi природи [8]. Голчастий кокс практично не використовують через досить високу ашзометрш частинок, утворених шсля процесу подрiбнення, однак такий кокс дае змогу отримувати матерiал високо! густини з низьким коефщентом термiчного роз-ширення (КТР) [1].

Також iснуе технолопя отримання однокомпонентного iзостатичного графiту на основi мезофазних пекiв, якi одержують у результатi спецiальноi те-рмiчноi обробки кам'яновугiльних пекiв. Порошок iз такого матерiалу е са-мов'яжучим i не потребуе додавання до нього в'яжучого матерiалу пiд час виробництва конструкцшного графiту. У результат отриманi з порошкiв на осно-вi мезофазних пекiв вироби мають пiдвищену iзотропнiсть i фiзико-механiчнi характеристики [14].

Пiсля подрiбнення наповнювача його розмелюють з метою отримання фракци з середнiм розмiром зерен 30-150 мкм для мшкодисперсних марок графпу або до 1-30 мкм для тонкодисперсних марок. У результат аналiзу продук-ц^' на основi iзостатичного графiту таких компанш, як:

- SGL Carbon (Шмеччина);

- Mersen (Францiя);

- Toyo Tanso (Япошя);

- GrafTech (США);

- АТ «НИИграфит» (Росiя),

встановлено, що наразi найбiльш затребуванi на мiжнародному ринку з виробництва вуглецево! продукци тонкодисперснi iзостатичнi графгга з середнiм ро-

змiром зерен 10-20 мкм. Важливо також вщмггити, що надтонке подрiбнення вуглецевих наповнювачiв до розмiрiв частинок близько 1 мкм досягаеться за рахунок мехашчно! енергп на рiвнi 15 кДж/г. Зi зменшенням розмiру частинок вщ 30 мкм до 1 мкм енерговитрати на подрiбнення збшьшуються бiльш нiж на три порядки [1]. Також це призводять до зниження ступеня досконалост крис-талiчно! структури вуглецевих наповнювачiв. Руйнування матерiалу до розмiрiв частинок менше 1 мкм призводить до зниження його здатност граф^уватися [15]. Даний факт показуе принципову неможливють застосовувати такого мате-рiалу в якостi наповнювача для виробництва штучного графiту, принаймш за необхiдностi отримати матерiал з високою тепло- та електропровiднiстю.

Також важливо шдбирати такий гранулометричний склад наповнювача, щоб за один технолопчний цикл мати змогу отримувати готовi графiтовi заготовки з уявною густиною понад 1700 кг/м3. Така оптимiзацiя в рядi випадкiв дае змогу шдвищити уявну густину одержуваних графтв на 150 кг/м та отримувати готовi вироби з дрiбнозернистого графiту без проведення додаткових техно-логiчних циклiв «просочення - випалювання» [1].

Встановлено, що густина упакування частинок наповнювача визначаеться сшввщношенням розмiрiв найбiльших i найменших за розмiрами частинок -чим бшьша ця рiзниця, тим бшьша густина упаковки досягаеться. На рис. 1 наведено залежшсть максимально! об'емно! частки наповнювача вiд сшввщно-шення граничних розмiрiв частинок 8тш/5тах у полiдисперсних наповнювачах. Анiзометрiя частинок за даних обставин е негативним фактором, який знижуе густину упаковки [1]. На рис. 2 наведено результати теоретичних розрахунюв з визначення оптимального гранулометричного складу наповнювача за 5тах=100 мкм [16].

Для систем, що забезпечують максимальну густину упаковки, кшьюсть в'яжучо! речовини задаеться величиною вшьного об'ему, тобто величиною (100-Рн), як це видно з рис. 1.

о*

03 й м Е

ей

о ю а о СГ я я о с

ей Я

0,0001

0,001

2 /2 щит'' так

0,01

Рис. 1. Залежнiсть максимально! об'емно! частки наповнювача вiд сшввщношення граничних розмiрiв частинок §^/8 у полщисперсних наповнювачах [16]

и о к я н о cd

¡3-

Ч

• i—I

ч о с

со О Рц

100 80 -60 -40 -20 -0 --

Рис.

i i i i

~1-----------Г Т-------!И----Г"

I I I

_J____I______ I I.

5niin/5ni;iv = 0,005

—I—U -1- J-U4 J----1--1—„mm max

I I Гчи >r

i X J

5mm/5max 0,0005

i \ — ~tttt~i------x^tn-

i______

■ , г-"':т—-

Ш

■ Т-.-Г...1

0,01 0,1 1 10 100

5, мкм

2. Теоретичне значення функци розподiлу частинок по po3MÍpaM, якi забез-печують максимальну густину упакування [16]

Шдготовку кам'яновугшьного пеку здiйснюють, наприклад, за допомо-гою контрольовано! термiчно! обробки до температури 630 °С [8] або додаван-ням до 1,5 % спещальних високодисперсних вуглецевмiсних добавок з одноча-сним змiшуванням та на^ванням сумiшi:

- складнi феноли та феншфосфати [5];

- фулерени та фулерити [7];

- нанодисперсний вуглець [7, 9];

- терморозширений природний графгг тощо [9].

Така тдготовка дае змогу пiдвищити фiзико-хiмiчнi та технолопчш характеристики коксопеково! сумш^ що е важливим на рiзних стадiях виробни-цтва штучного графпу. Також це дае змогу створити таку просторову структуру, яка в результат дае можливють тдвищити технологiчнi властивостi кш-цевого продукту.

Шсля пiдготовки компонентiв !х ретельно змiшують з одночасним нагрь ванням до температури значно вищо! температури розм'якшення пеку. При цьому коксопекова композищя переважно складаеться з 60-72 % (по маЫ) на-повнювача та 28-40 % (по маЫ) в'яжучого матерiалу [1, 5, 6, 9].

Далi отриману масу охолоджують до температури навколишнього сере-довища, подрiбнюють, розмелюють i в результат отримують преспорошок не-обхщно! фракцй.

Процес iзостатичного пресування проходить за нормально! температури на iзостатичних пресах за допомогою рiдко! речовини, яка з уЫх бокiв рiвномi-рно стискае шдготовлений преспорошок за величини тиску пресування 40200 МПа [5, 8, 9, 17, 18]. Саме цей процес дае змогу отримувати графгговий ма-терiал бшьш високо! об'емно! густини, низько! пористост та високо! твердостi.

Надалi вщпресоваш заготовки пiддають термiчнiй обробцi: випалювання за температури 800-1300 °С та графггування за температури до 3000 °С. Пiсля про-цесу випалювання заготовки за потреби додатково просочують в'яжучим матерiа-лом i знову повторяють стадiю випалювання. В процес термообробки заготовки зменшуються в об'емi та ущiльняються [19]. Величина об'емно! усадки залежить

основним чином вщ вибору наповнювача та вмюту в ньому летючих i можуть до-сягати до 50 % вщ початкового об'ему вщпресованого матерiалу [17-20].

У результатi проведених вище операцiй отримують тонкодисперсний iзоста-тичний графiт, який характеризуемся такими фiзичними властивостями (за с. у.) [4]:

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

- питомий електричний ошр - 10-15 мкОмм;

- коефщент теплопровiдностi - 70-140 Вт/(м^К);

- КЛТР (до 200 °С) - 3 10-6-5 10-6 К-1, густина - 1,7-1,9 г/см3.

Мщшстъ iзостатичного графiту залежить вiд середнъого розмiру зерен [1]. На рис. 3 наведено залежност модуля пружност та характеристик мщност рiзних типiв конструкцiйного графiту вщ середнъого розмiру зерен наповнювача приведених до значенъ матерiалу з нулъовою поруватютю. Для побудови да-них залежностей використовувалася доступна у вщкритому доступi iнформацiя щодо властивостей 100 найпоширешших марок зарубiжних зразюв високодис-персного графiту виробникiв:

- GrafTech Int. (США) [21];

- SGL Carbon (Шмеччина) [22];

- Mersen (Франщя) [23];

- Toyo Tanso (Япошя) [24];

- Ibiden Co. (Япошя) [25].

10 100 Серед нй pcmrip зерен наповнювача, мкм пщ час згинання ° пщ час стискання

а

21 т-

10 100 Середнш po3Mip зерен наповнювача, мкм б

Залежнiстъ вщ середнiх розмiрiв зерен наповнювача: а - границ мiцностi; б - модуля пружност для рiзних марок штучного граф^у

Зi зменшенням розмiрiв зерен збiльшуеться КТР тонкодисперсних графь тiв. Це пов'язано з ростом кристашв, чим продукуеться термiчне розширення графiту [16]. Також збшьшуеться температура початку окиснення на повг^ з 400 °С до 500 °С, що обумовлено зниженням середнього розмiру пор [16, 26]. Додавання бору в якост модифжатора дае змогу пiдвищити температуру початку окиснення на повг^ до 700 °С та зменшити КТР нижче 10-6 К-1 [27].

Завершальним етапом виготовлення iзостатичного графiту е мехашчна обробка графiтових заготовок, а також, за потреби, виконуеться газотермiчна очистка.

6.2. Перспективи свiтового виробництва iзостатичного графiтового матерiалу.

Наразi лiдерами в област виробництва конструкцiйних штучних графь тiв е [28]:

- HEG (¡ндя);

- JSC Energoprom Management (Росiя);

- Nippon Carbon Co. (Япошя);

- SEC Carbon (Япошя);

- SGL Carbon Group (Шмеччина);

- Showa Denko Carbon Inc. (США);

- Ibiden Co. (Япошя);

- Mersen Group (Франщя);

- Poco Graphite Inc. (США);

- Toyo Tanso Co. (Япошя);

- Schunk Group (Шмеччина).

Розвиток фотоелектрично! галуз^ збшьшення обсяпв виробництва нашв-провщниюв, удосконалення технологи електроерозшно! технологи - все це пщ-вищуе попит на iзостатичний графiт [3, 12, 13]. Також це змушуе перераховаш вище компанiï розширювати асортимент продукци та удосконалювати техноло-пю виробництва. Наразi свiтове виробництво iзостатичного графiту становитъ близъко 120 кт/рж i продовжуе зростати [3].

У результат аналiзу наявноï у вщкритому достуш iнформацiï встановле-но, що в найближчi кiлъка рокiв очжуеться збiлъшення свiтового виробництва iзостатичного граф^у понад 5 % щорiчно (рис. 4). За даних обставин найбшь-шого зростання виробництва очiкуетъся в Кита' (рис. 5), на який припадае бь льше чвертi всього свгтового виробництва iзостатичного графiту [3].

GrafTech Int. (США); Graphite India (Iндiя);

3,5 -

о >>

рэ Н

к Й

И Г

ю л

2 £

* и

И р

1> S

и В

О ей

Н Н

И g

о 8

§ ч

Оч

g

3 -

2,5 2015

Рис. 4. Тенденцiя свгтового виробництва iзостатичного графiту [3]

| g 35 1 $ 30

2006 2008 2010 2012 2014 2016 Рис. 5. Тенденщя виробництва i30CTara4H0ro графiту в Кита! [3]

Така зростаюча тенденцiя виробництва граф^ового матерiалу сприяе роз-витку ново! технологи виробництва iзостатичного графгту в Укра!ш. В результат це дасть можливiсть укра!нським виробникам конкурувати i3 зарубiжними фiрмами з виробництва високодисперсних марок граф^у.

7. SWOT-аналiз результатiв дослiджень

Strengths. Сильною стороною цього дослщження е доказ принципово! можливостi та перспективи виготовлення iзостатичного графiту на ринку Укра-!ни з виробництва графгтово! продукци. Досвiд укра!нських виробникiв з вугле-графгтово! продукци дае змогу в коротк термiни розробити та впровадити нову технологда та мати можливють конкурувати зi свiтовими виробниками.

Weaknesses. Слабкою стороною процесу виготовлення iзостатичного гра-фiту е складна поетапна технолопя виробництва, яка потребуе:

- значних людських та енергетичних ресурЫв;

- використання спецiалiзованого потужного подрiбнювального та пресу-вального обладнання;

- розробки рацюнальних режимiв обробки тощо.

В результат це позначаеться на високш цiнi кiнцевого продукту.

Opportunities. Перспективи подальших дослiджень пов'язанi з удоскона-ленням технологи процесу виробництва iзостатичного графiту:

- розробка обладнання та ращональних режимiв подрiбнення, змiшування та пресування коксопеково! композици, використовуючи украшсью доступнi марки коксу та пеку;

- проведення експериментальних дослiджень повно! одностадшно! термь чно! обробки спресованих заготовок з метою зниження питомо! витрати елект-роенерги для одержання готового продукту.

Threats. Вщсутшсть повшстю розроблено! конкурентоспроможно! технологи виробництва iзостатичного графiту ставить пiд загрозу можливий подаль-ший ll розвиток в Укрш'ш. Також промислове впровадження виробництва соня-чних фотоелементiв на основi графену [29, 30] може призвести загалом до зна-чного зниження темшв свiтового виробництва iзостатичного графiту.

8. Висновки

1. Встановлено, що схема отримання iзостатичного штучного графггу включае:

- подрiбнення та розмелювання наповнювача;

- змiшування його iз в'яжучою речовиною й отримання коксопеково! композици;

- подрiбнення коксопеково! композици для отримання преспорошку;

- формування заготовок шляхом iзостатичного пресування;

- випалювання у вiдновлювальному або нейтральному середовишд за те-мператури до 800-1300 °С;

- графггування за температури до 2500-3000 °С.

2. Визначено особливостi технологи виробництва iзостатичного графiту, що сприяють енергозбереженню та дають змогу удосконалювати фiзико-механiчнi характеристики вихiдного матерiалу. Цими особливостями е:

- вибiр компонеилв та !х склад для отримання коксопеково! сумiшi;

- додавання спещальних модифiкаторiв;

- оптимiзацiя гранулометричного складу наповнювача;

- встановлення величини тиску для пресування преспорошку;

- вибiр режимiв термiчного оброблення заготовок тощо.

3. Спрогнозовано подальше зростання свггового попиту на iзостатичний графiтовий матерiал та вироби на його основ^ що становить бiльш нiж 5 % вщ Шорiчного обсягу свггового його виробництва. При цьому крашою-лщером з виробництва iзостатичного графiту е Китай.

^ÍTepaTypa

1. Kostikov, V. I. Novye vysokoprochnye uglerodnye materialy dlia tehnologii [Text] / V. I. Kostikov, V. M. Samoilov, N. Yu. Beilina, B. G. Ostrc Rossiiskii himicheskii zhurnal. - 2004. - Vol. XLVIII, № 5. - P. 64-75.

2. Castings of metallic alloys with improved surface quality, structural integrity and mechanical properties fabricated in finegrained isotropic graphite molds under vacuum [Text]: Patent US 6799626 B2, Int. Cl.7 B22C 9/00, B22C 3/00 / Ranjan R., Donald W. S.; assignee: Santoku America, Inc. - Appl. No. 10/143,920; filed 14.03.2002; publ. 05.10.2004. - 36 p.

3. Global Isostatic Graphite Market 2015 Industry Trends, Analysis & Forecast to 2020 [Text]. - Florida: QY Research, 2015. - 153 p.

4. Inagaki, M. Advanced Materials Science and Engineering of Carbon [Text] / M. Inagaki, F. Kang, M. Toyoda, H. Konno. - Oxford: Butterworth-Heinemann, 2014. - 440 p. doi:10.1016/c2012-0-03601-0

5. Sposob polucheniia grafitirovannogo materiala [Text]: Patent RU 2252190 C1, MPK7 C 01 B 31/02, S 04 B 35/52 / Eliseev Yu. S., Poklad V. A., Shutov A. N., Vasilev Yu. N., Sankin A. E.; assignee: JSC «GTERPC «SALUT». -Appl. No. 2004107239/15; filed 12.03.2004; publ. 20.05.2005, Bull. № 14. - 6 p.

6. Sposob polucheniia vysokoplotnyh melkozernistyh uglegrafitovyh materi-alov [Text]: Patent RU 2256610 C2, MPK7 C 01 B 31/04, S 04 B 35/52 / Sviri-dov A. A., Seleznev A. N., Podkopaev S. A., Gnedin Yu. F., Sherriuble V. G., Sher-riuble V. G.; assignee: «Chelyabinsk Electrode Plant» OJSC. - Appl. No. 2003116383/15; filed 04.06.2003; publ. 27.02.2005, Bull. № 20. - 5 p.

7. Nanostrukturirovannyi kamennougol'nyi pek i sposob ego polucheniia [Text]: Patent RU 2394870 C1, MPK (2006.01) C10C 3/10, B82B 1/00 / Beilina N. Yu., Lipkina N. V., Petrov A. V., Roshchina A. A., Starichenko N. S.; assignee: State Research Institute of Structural Materials Based on Graphite «NIgrafit». -Appl. No. 2008148549/04; filed 10.12.2008; publ. 20.07.2010, Bull. № 20. - 8 p.

8. Sposob izgotovleniia zagotovok iz melkozernistogo grafita [Text]: Patent RU 2488554 C2, MPK (2006.01) C01B 31/04, S 04 B 35/52 / Klimenko A. A., Mo-rozov S. M., Filippova L. I. - Appl. No. 2011142450/05; filed 21.10.2011; publ. 27.07.2013, Bull. № 21. - 8 p.

9. Sposob polucheniia zagotovok iz melkozernistogo grafita [Text]: Patent RU 2493098 C1, MPK (2006.01) C01B 31/04, B82B 3/00, (2011.01) B82Y 30/00 / Lavrenov A. A., Fokin V. P.; assignee: LLC «Doncarb Graphite». Appl. No. 2012100051/05; filed 11.01.2012; publ. 20.09.2013, Bull. № 26. - 11 p.

10. Nonishneva, N. P. Issledovaniia v oblasti razrabotki otechestvennoi tehnologii polucheniia izostaticheskogo grafita [Text] : Proceedings of the 67th Scientific Conference / N. P. Nonishneva, A. V. Frolov // Nauka YuUrGU. Sektsii estestvennyh nauk. - Cheliabinsk: Izdatelskii tsentr YuUrGU, 2015. - P. 364-368.

11. Asao, O. High density isotropic graphites and glassy carbons. Japanese situation: production, properties and applicaitions [Text] / O. Asao; ed. by H. Marsh, E. A. Heintz, F. Rodriques-Reinoso. - Alicante: Universidad de Alicante. Secretariado de Publicationes, 1997. - 564 p.

12. Randall, T. The world nears peak fossil fuels for electricity [Electronic resource] / T. Randall. - 13.06.2016. - Available at: \www/URL: https:// www.bloomberg.com/news/articles/2016-06-13/we-ve-almost-reached-peak-fossil-fuels-for-electricity. - 01.02.2017. - Title from the screen.

13. Freik, D. M. Photovoltaic Converters of Solar Radiation. Achievements, Current Status and Trends (Review) [Text] / D. M. Freik, V. M. Chobanyuk, M. O. Galuschak, O. S. Krunutcky, G. D. Mateik // Physics and Chemistry of Solid State. - 2012. - Vol. 13, № 1. - P. 7-20.

14. Hoffmann, W. R. Sintering of powders of polyaromatic mesophase to high-strength isotropic carbons - I. Influence of the raw material and sintering conditions on the properties of the carbon materials [Text] / W. R. Hoffmann, K. J. Hüttinger // Carbon. - 1994. - Vol. 32, № 6. - P. 1087-1103. doi:10.1016/0008-6223(94)90218-6

15. Samoilov, V. M. Vliianie sverhtonkogo izmel'cheniia na kristallicheskuiu strukturu i grafitiruemost' tonkodispersnyh uglerodnyh napolnitelei [Text] / V. M. Samoilov, A. N. Streletskii // Himiia tverdogo topliva. - 2004. - № 2. - P. 53-59.

16. Samoilov, V. M. Poluchenie tonkodispersnyh uglerodnyh napolnitelei i raz-rabotka tehnologii proizvodstva tonkozernistyh grafitov na ih osnove [Text]: The author's abstract of the thesis of the Doctor of Technical Sciences: 05.17.11 / V. M. Samoilov; State Research Institute of Structural Materials Based on Graphite «NIgrafit». - Moscow, 2006. - 56 p.

17. Timoshchuk, E. V. Vliianie dlitel'nosti sovmestnogo vibroizmel'cheniia i davleniia pressovaniia na plotnosti i usadki zagotovok grafita [Text] / E. V. Timoshchuk, V. M. Samoilov, E. I. Timoshchuk, V. K. Smirnov // Himiia tverdogo topliva. - 2011. - № 1. - P. 60-64.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

18. Chard, W. Advanced High Pressure Graphite Processing Technology [Text] / W. Chard, M. Conavway, O. Niesz // Petroleum Derived Carbons. - 1979. -Vol. 21. - P. 155-171. doi:10.1021/bk-1976-0021.ch014

19. Timoshchuk, E. I. Determination of the Particle Size of Fine Powders of the Artificial Graphite by Laser Diffraction [Text] / E. I. Timoshchuk, V. M. Samoilov, A. Ya. Lyapunov, Yu. M. Balaklienko, A. B. Borunova // Industrial laboratory. Materials diagnostics. - 2012. - Vol. 78, № 11. - P. 25-28.

20. Samoilov, V. M. Udel'naia poverhnost', razmery i forma chastits tonkodispersnyh uglerodnyh napolnitelei [Text] / V. M. Samoilov // Neorganicheskie materialy. - 2010. - Vol. 46, № 8. - P. 913-918.

21. Ucar isostatic molded graphite [Electronic resource] // MatWeb. - Available at: Ywww/URL: http://www.matweb.com/search/QuickText.aspx?SearchText= UCAR%20Isostatic%20Molded%20Graphite. - 01.02.2017. - Title from the screen.

22. Technical Data Sheets: SIGRAFINE Isostatic Graphite [Electronic resource] // SGL Group - The Carbon Company. - Available at: Ywww/URL: https://www.sglgroup.com/cms/international/infokorb/Downloadcenter/products/fgg/t echnical-data-sheets/iso/index.html. - 01.02.2017. - Title from the screen.

23. Main graphite grades [Electronic resource] // MERSEN. - Available at: Ywww/URL: https://www.mersen.com/fileadmin/user_upload/pdf/ht/19-graphite-grades-mersen.pdf. - 01.02.2017. - Title from the screen.

24. Special Graphite (Isostatic Graphite) [Electronic resource] // TOYO TAN-SO. - Available at: \www/URL: http://www.toyotanso.com/Products/Special_ graphite/data.html. - 01.02.2017. - Title from the screen.

25. Property Data [Electronic resource] // IBIDEN Fine Graphite Material. -Available at: Ywww/URL: https://www.fgm.ibiden.co.jp/multilanguage/ english/list.html. - 01.02.2017. - Title from the screen.

26. Butyrin, G. M. Plotnost', poristaia struktura i gazodinamicheskie harakteristiki tonkozernistyh grafitov (obzor) [Text] / G. M. Butyrin // Himiia tverdogo topliva. - 2015. - № 5. - P. 40-53.

27. Tracy, L. A. The characterization of highly crystalline, isotropic graphite [Electronic resource] / L. A. Tracy, J. M. Doug // Carbon 2007 Conference, 15-20 July 2007, Seattle, Washington, USA. - Available at: \www/URL: http:// acs.omnibooksonline.com/data/papers/2007_D021.pdf

28. Lgalov, V. V. Izuchenie ekspluatatsionnoi stoikosti detalei iz iskusstven-nogo grafita pri izgotovlenii metallostekliannyh soedinenii [Text]: Proceedings of the V All-Russian Scientific Conference with International Participation / V. V. Lgalov, A. M. Tokarev // Zhiznennyi tsikl konstruktsionnyh materialov. - Irkutsk, 2015. -P. 56-64.

29. Dodoo-Arhin, D. Inkjet-printed graphene electrodes for dye-sensitized solar cells [Text] / D. Dodoo-Arhin, R. C. T. Howe, G. Hu, Y. Zhang, P. Hiralal, A. Bello et al. // Carbon. - 2016. - Vol. 105. - P. 33-41. doi:10.1016/ j.carbon.2016.04.012

30. Liu, Z. Ultrathin and flexible perovskite solar cells with graphene transparent electrodes [Text] / Z. Liu, P. You, C. Xie, G. Tang, F. Yan // Nano Energy. -2016. - Vol. 28. - P. 151-157. doi:10.1016/j.nanoen.2016.08.038

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.