石墨製品的製作方法

石墨製品的製作方法
【專利摘要】輻照石墨在輻照加工之後的一種用途是將其再循環到新的石墨人工製（zhì）品中。這類人（rén）工製品的例子包括用於放（fàng）射性核素的電極、用於鈾加工的石墨或碳製品、用於HTGR(特別是GENIVHTGR)的減速劑、用於核設（shè）施、炭過濾器、碳化矽應用的其它類型的石墨產品等。這類石墨人工製品可以由最（zuì）多20pph的（de）炭黑形成，所述炭黑（hēi）是由玻璃化輻照石墨形成的。任選地所述石（shí）墨人工製品可以由最多（duō）75pph的瀝青形成。
【專利說明】石墨製品
[0001]發明（míng）背景
本發明公（gōng）開了一種石墨製品，其是由（yóu）炭黑形式的玻璃（lí）化（huà）輻照石墨形成的。
[0002]隨著核能變為更普遍的能源，高溫氣體（tǐ）反應器（qì）(HTGR)的使用也將增多。這將增加每年生產的輻照（zhào）石墨的量。有關處置或再循環輻（fú）照石墨（mò）的方案將（jiāng）進入最前沿。
[0003]發明概述
一種方案是在加工成新的石墨（mò）人工製品之後再循環輻照石墨。這類（lèi）人工製（zhì）品的例子包括用於放射性核素的電極、用於鈾加工的石墨或碳製品、用於HTGR(特別是GEN IV HTGR)的減速劑、用於核設施、炭過濾器（qì）、碳化矽應用的其它類型的石墨產（chǎn）品等。
[0004]這類石（shí）墨人工製品可以由最多20pph的炭黑形成，所述炭黑是由玻璃化輻照石墨形成的。任選地所述石墨人工製（zhì）品可以由最（zuì）多75pph的浙青形成。在本文上下，“pph”是百分（fèn）之一的縮寫，基於100份的焦炭填料。
【專利附圖】

【附圖說（shuō）明】
[0005]圖1是可以怎樣再循環輻照石墨的（de）原理圖。
[0006]圖2是（shì）根據實施例（lì）製備的石墨的顯微圖象。
[0007]圖3-6是根據實施 例製備的石墨樣品（pǐn）的測量結果的圖表。
[0008]詳細說明
如圖1所示，10指（zhǐ）的是用於再循環輻照石墨的方法的（de）一個實施方案的概述。12顯示的是福照的整（zhěng）體石墨的（de）樣品。所述石墨被玻（bō）璃化和轉化成炭黑（hēi）14。炭黑14可被用來形成（chéng）新的石墨人（rén）工製品16。石（shí）墨人工製品16的一種用途是應用在核電站、特別是具有HTGR、更特別是GEN IV HTGR的（de）電站中。
[0009]石墨人工製品16至少（shǎo）由炭黑14、浙青和石油焦炭形成。通常，人工製品16的配料設計基於100份焦炭。如果需要，可（kě）以使用用於人工製品16的其它前體。這種備用的前體可以（yǐ）包括碳（tàn）纖維（wéi）、交聯劑、加工助劑等。根據期望的最終應用，可以（yǐ）使用各種類型的碳纖維。選擇的纖維可被用來提高人工製品16的絕緣性能、強度性能、傳導性能或其組合。
[0010]在一個實施方案中，人工製品16可以（yǐ）由（yóu）最多20pph的炭黑14形成。在一個具體實施方案中，可使用最多約IOpph的炭黑14來形（xíng）成人工製品16。在（zài）另一實施（shī）方案中，可使用最多約5pph的炭黑14來形成人工製品16。在進一步（bù）的具體實施方案中（zhōng），人工製品16可由最多約75pph的（de）浙青、優選（xuǎn）約60pph的浙青、更（gèng）優選最多約（yuē）50pph的浙青形成。
[0011]人工製品16不局限於由任何特定的成型技術來形成。人工製品16可以為擠壓的、模製（zhì）的或等（děng）壓模製(isomolded)的石墨。通常用於前述類型的石墨的加工技術可用於形成人工（gōng）製品16。在使用更高負載量的炭黑14或(在某些情形下)碳纖維（wéi）的情況下，使用強（qiáng）有力的(aggressive)混合技術來提高前體混合物的均質性可能是有利的。
[0012]製造人工製品16的示例（lì）性步（bù）驟包（bāo）括，將前體研磨至要求的尺寸，混合所述前體，和形成所述人工製品。通（tōng）常隨後將所形成的人工製品加熱至600-1400°C的溫度來使人工製品16碳化。然後可對所述碳化的人工製品進行人工製品16要求的次數的浸潰和碳化步驟（zhòu），以達到要求的密度。然後將該適當地致密化的人工製品石墨化成人工製品16。
實施例
[0013]製造了含有0-10%炭黑（hēi）(％炭黑基於配料（liào）設計的幹分（fèn）數)的七(7)種（zhǒng）不同石墨（mò）材料的兩個樣（yàng）品，以（yǐ）評價（jià）隨著所述石墨內（nèi）的炭（tàn）黑分數的增大所發生的（de）性能（néng）變化。
[0014]在製造（zào）之後,表征材料的熱膨脹係數、聲波模數(sonic modulus)、比電阻、密度和（hé）抗彎強度。另（lìng）外，還使用光學顯微術來評價所形成的人工製品的結構。
[0015]使用石油焦炭、粘結（jié）劑(煤焦油)浙青與不同分數的炭黑添加劑構成的（de）混合物製造了小型的石墨（mò）電極。這些成分是在室溫下使用固態（tài）浙青（qīng）混（hún）合在一起的。預製的混合物在炭（tàn）黑含量方麵按照以下表1所示來（lái）變化:
【權利要求】
1.一（yī）種石墨人工製品，其是由l-19pph的炭黑（hēi）形（xíng）成的，所述炭黑是由玻璃（lí）化（huà）福照石墨形成的。
2.權利要求1的石墨人工製品，其具（jù）有最多（duō）IOpph的炭黑。
3.權利要求（qiú）2的石墨人工製品，其具（jù）有最多5pph的炭黑。
4.權利要（yào）求1的石墨人工製品，其中所（suǒ）述石墨（mò）包括擠壓的石墨。
5.權利要求1的石墨人工製品，其中所（suǒ）述石（shí）墨包括I旲製的石墨。
6.權利要求1的石墨人工製品，其是由（yóu）最多75pph的瀝（lì）青形成的（de）。
7.權利要（yào）求6的石墨人工製品，`其是由最（zuì）多50pph的瀝青形（xíng）成（chéng）的。
【文檔編號】C01B31/04GK103796951SQ201280037768
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年7月27日 優先權日:2011年7月28日
【發明（míng）者】特蕾西·阿伯斯 申請人:格拉弗技術（shù）國際控股（gǔ）有限公（gōng）司