炭質原料和石墨電極的物理化學性質

炭質原料和石墨電（diàn）極的物理化學性質

炭質原料和（hé）炭製品的物理化學性質不同（tóng）於碳元素，各類炭（tàn）質（zhì）原料或（huò）炭製品的宏觀組織結構、微觀組織結構差（chà）別較大，而炭質（zhì）原料或炭製品的物（wù）理（lǐ）化學性質與其宏觀組織結構、微觀組織結構（gòu）有密切（qiē）關係（xì）。各類炭製品的物理化學性質不僅受原料性（xìng）質的影響，也與生產工藝條件有關。為了製定生產工序的工藝控（kòng）製參數和產品物理化學質量指標，需要經（jīng）常測定的（de）物理性質有真密（mì）度、密度（dù）（體（tǐ）積密度）孔隙率、機械強度、彈性模量、電阻率（lǜ）、熱導率（lǜ）、線膨脹（zhàng）係數、抗熱震性和石墨化（huà）程度等。經常測定的化（huà）學性質有（yǒu）原料的工業分析、元素分析、灰分分析、成品的（de）灰分分析或灰分中的元素分析、抗氧化性等本章將對上述內容逐項敘述，但有關粘（zhān）結（jié）劑和浸漬劑的物理化學性質。

真密度是（shì）指不包括孔隙（xì）在內材料單位體積的物質質量，常（cháng）用的測定方法（fǎ）是溶劑置換法，其他方法有氣體置換法、X射線衍射儀測定法（測定（dìng）晶格參（cān）數後再據此計算真密度）。溶劑置（zhì）換法測（cè）定比較簡單，先將試料破碎，篩分後（hòu）選取一定顆粒度的試樣，用二甲苯（běn）（或甲苯、酒精）在一定溫度下浸潤試樣，即用這些液體材料去（qù）充填試樣顆粒上的孔隙，然後用比較稱量法（fǎ）求（qiú）得真密度的大（dà）小。中國測（cè）定真密度的標準方法（GB615585）為用二甲苯浸潤試（shì）樣，用比重瓶法測定其（qí）25℃時的密度。使用（yòng）溶劑置換法測得（dé）的真密度隻是一個近似數，因為溶劑分（fèn）子也不能進入所有（yǒu）空隙，使用不同的溶（róng）劑，不同的浸潤條件，不同顆粒度（dù）的試樣測定的結果也（yě）有區別。在科學研究中，有時（shí）用氣體置換法（fǎ）測定炭材料的真密度，如用氦氣去充填炭材料骨料顆粒（lì）上的空隙，氦氣（qì）可以進入除封閉氣孔（kǒng）外（wài）的全部空（kōng）隙，因而用氦氣置換法求得的試（shì）樣骨料體積更接近於真實體（tǐ）積，這樣測定的真密度也就更加精確。

材料真密度的大小說明材料基本質點的致密（mì）程（chéng）度及排列規整化程度，對天然石墨或石墨化製品（人造石墨）來說，可以表（biǎo）征石墨結（jié）晶完善的（de）程度。測定不同（tóng）品種炭質原料、焙燒半成品或石墨電極（jí）的（de）真密度，可以了解原料的炭化程度及在不同條（tiáo）件下的熱處理程度（dù），如煆燒（shāo）程度、焙燒（shāo）程度、石墨化程度。因此測定原料、半（bàn）成品和成品的真密度對指導生產有重要意義，從真密度的大小還能推測其（qí）他一些物（wù）理化學性能，如真密度與原料或成品的電阻率成反比，真密度與材料的抗氧化能力成正比（bǐ）。表3-1為石油焦和瀝（lì）青焦（焦爐生產）在不同溫度處理後測定的（de）真密度舉（jǔ）例。

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