石墨制品的制作方法
石墨制品的制作方法
【專利摘要】輻照石墨在輻照加工之后的一種用途是將其再循環到新的石墨人工制品中。這類人工制品的例子包括用于放射性核素的電極、用于鈾加工的石墨或碳制品、用于HTGR(特別是GENIVHTGR)的減速劑、用于核設施、炭過濾器、碳化硅應用的其它類型的石墨產品等。這類石墨人工制品可以由最多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制品可以由最多75pph的瀝青形成。
【專利說明】石墨制品
[0001]發明背景
本發明公開了一種石墨制品，其是由炭黑形式的玻璃化輻照石墨形成的。
[0002]隨著核能變為更普遍的能源，高溫氣體反應器(HTGR)的使用也將增多。這將增加每年生產的輻照石墨的量。有關處置或再循環輻照石墨的方案將進入最前沿。
[0003]發明概述
一種方案是在加工成新的石墨人工制品之后再循環輻照石墨。這類人工制品的例子包括用于放射性核素的電極、用于鈾加工的石墨或碳制品、用于HTGR(特別是GEN IV HTGR)的減速劑、用于核設施、炭過濾器、碳化硅應用的其它類型的石墨產品等。
[0004]這類石墨人工制品可以由最多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制品可以由最多75pph的浙青形成。在本文上下，“pph”是百分之一的縮寫，基于100份的焦炭填料。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0005]圖1是可以怎樣再循環輻照石墨的原理圖。
[0006]圖2是根據實施例制備的石墨的顯微圖象。
[0007]圖3-6是根據實施 例制備的石墨樣品的測量結果的圖表。
[0008]詳細說明
如圖1所示，10指的是用于再循環輻照石墨的方法的一個實施方案的概述。12顯示的是福照的整體石墨的樣品。所述石墨被玻璃化和轉化成炭黑14。炭黑14可被用來形成新的石墨人工制品16。石墨人工制品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的電站中。
[0009]石墨人工制品16至少由炭黑14、浙青和石油焦炭形成。通常，人工制品16的配料設計基于100份焦炭。如果需要，可以使用用于人工制品16的其它前體。這種備用的前體可以包括碳纖維、交聯劑、加工助劑等。根據期望的最終應用，可以使用各種類型的碳纖維。選擇的纖維可被用來提高人工制品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，人工制品16可以由最多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來形成人工制品16。在另一實施方案中，可使用最多約5pph的炭黑14來形成人工制品16。在進一步的具體實施方案中，人工制品16可由最多約75pph的浙青、優選約60pph的浙青、更優選最多約50pph的浙青形成。
[0011]人工制品16不局限于由任何特定的成型技術來形成。人工制品16可以為擠壓的、模制的或等壓模制(isomolded)的石墨。通常用于前述類型的石墨的加工技術可用于形成人工制品16。在使用更高負載量的炭黑14或(在某些情形下)碳纖維的情況下，使用強有力的(aggressive)混合技術來提高前體混合物的均質性可能是有利的。
[0012]制造人工制品16的示例性步驟包括，將前體研磨至要求的尺寸，混合所述前體，和形成所述人工制品。通常隨后將所形成的人工制品加熱至600-1400°C的溫度來使人工制品16碳化。然后可對所述碳化的人工制品進行人工制品16要求的次數的浸潰和碳化步驟，以達到要求的密度。然后將該適當地致密化的人工制品石墨化成人工制品16。
實施例
[0013]制造了含有0-10%炭黑(％炭黑基于配料設計的干分數)的七(7)種不同石墨材料的兩個樣品，以評價隨著所述石墨內的炭黑分數的增大所發生的性能變化。
[0014]在制造之后,表征材料的熱膨脹系數、聲波模數(sonic modulus)、比電阻、密度和抗彎強度。另外，還使用光學顯微術來評價所形成的人工制品的結構。
[0015]使用石油焦炭、粘結劑(煤焦油)浙青與不同分數的炭黑添加劑構成的混合物制造了小型的石墨電極。這些成分是在室溫下使用固態浙青混合在一起的。預制的混合物在炭黑含量方面按照以下表1所示來變化:
【權利要求】
1.一種石墨人工制品，其是由l-19pph的炭黑形成的，所述炭黑是由玻璃化福照石墨形成的。
2.權利要求1的石墨人工制品，其具有最多IOpph的炭黑。
3.權利要求2的石墨人工制品，其具有最多5pph的炭黑。
4.權利要求1的石墨人工制品，其中所述石墨包括擠壓的石墨。
5.權利要求1的石墨人工制品，其中所述石墨包括I旲制的石墨。
6.權利要求1的石墨人工制品，其是由最多75pph的瀝青形成的。
7.權利要求6的石墨人工制品，`其是由最多50pph的瀝青形成的。
【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
【發明者】特蕾西·阿伯斯 申請人:格拉弗技術國際控股有限公司