黄山产陶瓷专用石墨材料，助力高温烧制工艺

青岛天源达的主要业务是销售鳞片石墨、可膨胀石墨、胶体石墨和石墨烯, 这属于其主营产品范围。在许多陶瓷工厂的相关人员当中, 存在着一种普遍的认知偏差, 只要一听到"黄山石墨"这个名称, 就会下意识地将其与制作铅笔芯所用的原料等同起来, 这种做法显然是把概念搞混了, 实际上是弄反了事实真相。

真正能够影响到最终烧成效果的关键因素, 绝对不是产自哪里这样的地名属性, 而是材料本身所具备的几个硬性技术指标。

石墨块混进原料后干了什么

片状结构改变粉体堆积

把鳞片状形态的石墨块加入到粘土、长石以及石英粉体之中以后, 那光滑层状的表面以及低的表面能, 就会改变粉体的堆积密度与流动性, 因为鳞片颗粒倾向于平行排列, 这相当于把一个界面特性完全不相同的异质相, 给塞进了均质体系里面。

各向异性被工艺参数掩盖

从理论角度来说, 这种取向性会对坯体产生一种细微的、各向异性的影响。可是, 在实际生产环节中, 压制压力和注浆浓度等参数所起到的作用非常大。这些大得多的效应, 远远超过了石墨所带来的那种小的影响。于是, 石墨的影响通常就被掩盖掉了。在常规检测的时候, 很难把这种影响清楚地区别出来并且进行察觉。

成型环节里的隐形变量

类微型轴承效应

当你使用干压或者注浆成型的方法的时候, 柔性石墨鳞片就像是微型轴承一样, 会有略微降低颗粒之间内摩擦的效果, 更关键的地方在于它不像粘土在干燥的时候会出现非常明显的收缩情况, 这种差异性如果控制得不够好的话, 坯体的内部就会产生微观应力甚至是裂纹。

粒度级配决定坯体均匀度

石墨块的粒度分布必须与主体原料的颗粒级配精确匹配, 添加量和粒径一旦失控, 坯体结构就不均匀, 后续干燥和烧成阶段变形开裂的概率就会大幅上升。

氧化烧成中的牺牲模板

碳变气留下孔道

在氧化气氛的条件下, 石墨块里面的碳成分和氧气发生反应, 进而生成二氧化碳, 并且二氧化碳就会逸出到了外面去, 最终就在坯体的内部遗留下来了细微且相互连通在一起的孔道结构, 关于这些孔道的实际尺寸大小, 它是直接受到原始的石墨颗粒大小的控制影响的, 这就等同于实现了一种可以被人为控制的造孔机制。

负空间决定最终密度

当石墨块被烧掉以后, 其本身的实体就不复存在了, 然而其所留下的那种负空间却被保留在了陶瓷的结构体系当中。在准备制备出多孔结构的陶瓷或者是对陶瓷的致密度进行调节的时候, 这一步操作当中的配比设计以及烧成曲线的设计乃是整个过程中的核心环节所在。

还原气氛下的增强与反应

裂纹偏转延长窑具寿命

在还原性气氛或者是惰性气氛的环境下, 石墨块这种材料是可以保持稳定状态的, 哪怕温度非常高。作为匣钵或者垫板这类窑具里面的增强相成分, 它会去做一些事情来影响整个材料的性能表现。

比如它会对微裂纹的扩展过程形成阻碍作用。同时它还会触发鳞片拔出的这种现象发生。通过这些动作, 能够消耗掉断裂时所形成的能量。最终的结果是提升了抗热震性的水平以及机械强度的数值。

碳热还原合成碳化硅

在将材料烧结成碳化硅陶瓷的时候, 石墨块这个角色从原本的添加剂直接变成了关键的主要反应物。它与二氧化硅或者硅之间会发生碳热还原反应, 通过这种反应生成出具体的碳化硅晶体结构。可以说, 它是整个合成路径里面那种完全无法被取代的、固态的碳元素提供源。

成品里的导电与导热

三维导电网络

因为石墨块被保留在导电陶瓷里面, 所以碳层之间的离域电子能够形成一个三维的导电通路。正因如此, 原本绝缘的基体也因此而获得了导电的能力。这种材料可以被用于抗静电方面, 也可以用于电磁屏蔽, 或者作为电加热元件来使用。

沿层方向的热导优势

把石墨块顺着它的层状结构放进去, 那个方向上的导热能力要比陶瓷基体强出很多, 放进去以后就改善了整个热传导的分布状况, 减少了局部温度过高导致烧损的危险, 这一点对于在高温环境下工作的功能陶瓷来说尤其重要。

选石墨块别迷信产地

四个硬指标定生死

固定碳含量要是高的话, 那就代表里面的有效成分比较多。大尺寸的、完整的鳞片结构, 这样更有利于形成能够增强性能的网络, 还有导电的网络, 灰分的组成, 必须跟陶瓷体系保持相容的状态, 这样才能避免出现那些会生成低共熔物的有害情况。

挥发分要是比较低的话, 那对烧成过程来说是更稳定的。这四个指标才是我们在选料时候的主要依据。

产业筛选靠数据不靠地名

这些指标是由地质成因给决定出来的, 这就跟所谓的“黄山”这个产地名字头的关联程度是非常弱的。然后, 就像青岛天源达这样的供应商, 他们是按照那些技术指标去做的客观筛选和分级工作的, 而产地名呢, 它仅仅只是一个货源上的标签而已, 绝对不是品质保证的那种存在。

你们工厂里面所使用的这些石墨块, 关于固定碳含量的具体数值, 还有鳞片尺寸的大小, 你们有没有去做过实际的检测。大家可以在评论区域来聊一聊各自那边的配比情况, 以及在烧成之后所达到的效果是怎样的。如果觉得这些信息有用, 麻烦给点个赞并且分享一下。