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生产球形石墨主要以高碳天然鳞片石墨或者天然微晶石墨作为原料,这两类天然石墨颗粒外在形貌具有差异性,其球形化机理也有所不同!天然鳞片石墨颗粒呈片状结构,在球形化过程中主要发生片状弯曲的塑性变形!首先是大片状颗粒折叠弯曲,逐渐被冲击成球状或者类球状,成为球形颗粒的主核;由片状石墨破碎产生或是原料中本就含有的微细颗粒附着在主核上;之后在冲击力不断的作用下,微细颗粒固定或者嵌入在主核表面,不断紧实,最终形成球形石墨颗粒。
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而国内厂商参考国外微细粉碎先进理论技术和设备,通过对设备关键结构的不断改进研制出了适合国内球形石墨加工环境的气流涡旋微粉机设备,如浙江丰利研发的QWJ气流涡旋微粉机以及洛阳冠齐研发的新型气流涡旋微粉机等,这些设备根据石墨整形特性改进了锤头、衬板等关键结构参数,在球形石墨工业生产中得到广泛运用!现可以根据调节气流涡旋微粉机结构参数以及生产工艺参数生产出粒度5~35μm,粒度分布较窄的球形石墨成品,振实密度也可达到1g/cm3以上,可以满足负极材料的使用!
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何明等采用搅拌磨机对天然微晶石墨进行整形,经过一段时间的研磨得到的石墨颗粒呈较为均匀的卵石状,但在此过程中产生了较多的微细颗粒,石墨粒度分布较宽,且石墨结构已明显非晶化;邓成才等采用搅拌磨机对天然微晶石墨进行整形,研磨4小时得到了平均粒度为74μm的类球形石墨颗粒,产品球化效果不太理想,颗粒边缘还有很清晰的棱角.利用搅拌磨机对天然石墨的球形化处理主要是湿法研磨,对产品进行干燥即可得到球形石墨成品!但由于研磨介质的无规则运动,石墨颗粒在磨机中的受力过于复杂,石墨颗粒的破碎和球形化比重不好掌控,所以利用搅拌磨机生产出的球形石墨粒度分布较广,产率也不是很高,且研磨时间过长,易破坏石墨本身的片层结构,球化产品不适合应用于电池负极材料中,因此目前该类设备只能应用于实验室探索制备球形石墨,无法很好地运用于大规模的工业化生产。
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但由于国内外球形化设备生产厂商技术保密等原因,目前对该类设备的公开报道较少.本文综合论述了天然石墨球形化的机理,简要介绍和分析探讨了几类常用的天然石墨球形化设备的应用现状,并在此基础上对石墨球形化设备的发展进行了展望。2天然石墨球形化机理分析目前国内外各球形石墨产商主要使用机械力法对天然石墨进行球形化处理,通过机械作用产生的碰撞、摩擦和剪切等一系列作用力使石墨颗粒发生塑性变形以及颗粒吸附,得到球形石墨成品。
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石墨球异化出现不规则石墨,如团块状、蝌蚪状、蠕虫状、角状或其他非圆球状。这是由于球状石墨沿辐射方向生长时,局部晶体生长模式和生长速率偏离正常生长规律所致。
合理的应用炼钢碳球,可以提升钢材的性能。在真空条件下,碳的脱氧能力会大大提高。因此碳成为真空感应炉冶炼时,使用广、脱氧能力强、脱氧能力效果的脱氧元素。