石墨化催化劑

石墨化催化劑在配料中添加某些具有催化作用的物質(zhì)，促使焙燒品在較低的溫度下石墨化或在相

同的溫度下提高石墨化程度。制品石墨化一般用測量石墨晶格常數(shù)d呲或計算富蘭克林
P值表示．固內(nèi)外學者對催化石墨化進行過火量的研究工作，如通過電子顯微鏡觀察，
某些能形成嵌化物的余屬粒子，促進炭原子六角網(wǎng)狀平面規(guī)則排列，形成石墨結(jié)構(gòu)。能
促使石墨晶體的連續(xù)生長和縮小石墨品格的層面陽J距。表3 14”1列舉了一些研究成果。
表明添加某些金屬氧化物后確有不同的催化效果，催化效果較好的是鈦和鐵的兩種氧化
物。使用高硫石油焦(臺硫量l_48％)為原料，配方中加入氧化鐵粉后，對成品石墨電極的
分析結(jié)果見表3．15”’。國外炭素廠在生產(chǎn)石墨電極的配比中加入少量二氧化鈦作實驗，
成品電極的電阻率明顯F降，但用鈦熔點較高，不易扦發(fā)，殘留成分較多而且產(chǎn)品硬度
提高，兇此成品電極機械加工時產(chǎn)生一定困難。國外生產(chǎn)石墨電極即采用硫含量很低的石油焦。配比中都加入1．0％左右的Fe：03，

主要是抑制石墨化過程的氣脹，有利于減少裂紋廢品。
毛坯裝在石墨化爐中當溫度上升到1400℃以上，氫、氮、硫等元素將以H：，H：S，CS2，
N：，NH。等形式釋放出來，經(jīng)大量研究表明，氮元素在1400～1900℃區(qū)間釋放出來，硫元
素在1700～2100℃區(qū)間釋放出來，此時處于可塑狀態(tài)的焦炭氣孔壁受到排出氣體的壓力，
體積產(chǎn)生膨脹。由此推論，引起膨脹主要是硫、氮元素及其化合物的逸出，因此在
1700～2100℃期間電極產(chǎn)生的膨脹稱為氣脹。產(chǎn)生氣脹的機理仍在深入研究中，多數(shù)學者
認為石油系針狀焦的氣脹是由于硫元素引起的。配料時加入少量氣脹抑制劑，可延緩雜
質(zhì)氣體的釋放，氣脹抑制劑通常使用氧化鐵粉，抑制劑與硫反應生成硫化物，隨后在較高
的溫度下以較低的速度分解出單質(zhì)硫，金屬氧化物防止氣脹的效果是由于其硫化物的穩(wěn)
定性作用，當用氧化鐵為氣脹抑制劑時，硫的逸出推遲到2100～2500℃間。