一种降低石墨电极/接头电阻率的方法与流程

文档序号:11779366阅读:1029来源:国知局

本发明属于石墨电极/接头材料科学技术领域,具体涉及一种降低石墨电极/接头电阻率的方法。



背景技术:

石墨电极/接头是石墨电极使用过程中一个至关重要的联接部件,接头在电极炼钢时起着连接的关键作用,接头质量的好坏直接关系到电极在电炉炼钢时的使用。石墨电极和接头形成的连接区是电、热、机械载荷较大且复杂的部位,也是常见断裂的部位。据有关资料表明,在电炉炼钢中,80%以上的电极使用事故是由接头折断或松动脱扣造成的,国内外炭素行业对石墨电极接头的生产格外重视。

石墨烯是迄今为止理论强度、电导率性能最好的材料。目前氧化还原法、液相剥离法等制备的石墨烯,由于结构缺陷电导率不能很好地体现出来,而用超临界二氧化碳法制备的石墨烯,其电导率能够达到4.7×106s/m,换算为电阻率为0.21μωm,只有石墨电极电阻率的(4.5-10μωm)的2.1%-4.7%,石墨接头电阻率的(3.5-4.5μωm)的4.7%-6%。所以,如何将超临界二氧化碳法制备的石墨烯用于降低石墨电极/接头电阻率,提高了石墨电极/接头在使用过程中的实物质量和安全性能,不仅是石墨烯批量应用的一个突破,也是石墨烯与传统炭素行业紧密结合的一个典范。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中的缺点而提供一种降低石墨电极/接头电阻率的方法,该方法通过将超临界二氧化碳法制备的石墨烯,配制成石墨烯导电浆料,喷涂或浸渍在石墨电极内螺纹和接头外螺纹上后干燥或焙烧,将石墨烯浆料牢固附着在电极与接头螺纹表面,降低电极内表面、接头外表面电阻率。

为解决以上技术问题,本发明采取的技术方案如下:

一种降低石墨电极/接头电阻率的方法,是一种以石墨电极/接头为基体,石墨烯浆料为喷涂剂,其中石墨烯为超临界二氧化碳法制备的石墨烯,喷涂或浸渍后干燥或焙烧得到石墨电极/接头产品的方法。

一种降低石墨电极/接头电阻率的方法,具体步骤包括如下:

(1)在常温下,将酚醛树脂或环氧树脂溶解在的乙醇溶剂中,搅拌使树脂完全溶解,无沉淀或絮状物为止,然后加入石墨烯,搅拌,用超声波超声分散,超声时间2-5min,得到石墨烯浆料的喷涂剂;

(2)将步骤(1)得到的石墨烯浆料均匀喷涂在石墨电极内孔螺纹和接头外螺纹上,喷涂的厚度控制在100-300μm,或将石墨电极/接头浸渍在石墨烯浆料中10min后取出;

(3)将喷涂或浸渍了石墨烯浆料的石墨电极/接头在50-100℃干燥或焙烧,得到表面电阻率大幅降低的石墨电极/接头产品。

所述步骤(1)中喷涂剂的各原料组分的质量百分比为:酚醛树脂或环氧树脂为5-20wt%,乙醇溶剂为70-93wt%,超临界二氧化碳法制备的石墨烯为2-10wt%。

所述步骤(3)中将喷涂或浸渍了石墨烯浆料的石墨电极/接头在50-100℃的烘箱内干燥0.5-1小时。

所述步骤(3)中将喷涂或浸渍了石墨烯浆料的石墨电极/接头在50-100℃的焙烧炉或石墨化炉内焙烧1-2小时。

本发明的优点:本发明通过在石墨电极内螺纹和石墨接头外螺纹上均匀喷涂或浸渍了一层石墨烯导电浆料,在焙烧炉室旁边即可进行低温50-100℃烘焙,不额外消耗电能,操作工艺简单,使电极内表面电阻率降低了10-25%,接头表面电阻率降低了10-15%,电流过载减少,折断率降低,提高了电极使用的安全性。

具体实施方式

以下结合具体的具体实施例,对本发明的技术方案作进一步的描述,但本发明并不限于这些实施例。

实施例1

一种降低石墨电极/接头电阻率的方法,具体步骤包括如下:

(1)在常温下,将酚醛树脂溶解在的乙醇溶剂中,搅拌使树脂完全溶解,无沉淀或絮状物为止,然后加入石墨烯,搅拌,用超声波40khz超声分散,超声时间5min,得到石墨烯浆料的喷涂剂;其中喷涂剂的各原料组分的质量百分比为:酚醛树脂为10wt%,乙醇溶剂为80wt%,超临界二氧化碳法制备的石墨烯为10wt%;

(2)将步骤(1)得到的石墨烯浆料均匀喷涂在石墨电极内孔螺纹和接头外螺纹上,喷涂的厚度为100μm;

(3)将喷涂了石墨烯浆料的石墨电极/接头在100℃干燥的烘箱内干燥0.5小时,石墨电极/接头小样表面电阻率:

实施例2

一种降低石墨电极/接头电阻率的方法,具体步骤包括如下:

(1)在常温下,将环氧树脂溶解在的乙醇溶剂中,搅拌使树脂完全溶解,无沉淀或絮状物为止,然后加入石墨烯,搅拌,用超声波20khz超声分散,超声时间3min,得到石墨烯浆料的喷涂剂;其中喷涂剂的各原料组分的质量百分比为:酚醛树脂为20wt%,乙醇溶剂为75wt%,超临界二氧化碳法制备的石墨烯为5wt%;

(2)将石墨电极/接头浸渍在步骤(1)得到的石墨烯浆料中10min后取出;

(3)将喷涂了石墨烯浆料的石墨电极/接头在50℃干燥的烘箱内干燥1小时,石墨电极/接头小样表面电阻率:

实施例3

一种降低石墨电极/接头电阻率的方法,具体步骤包括如下:

(1)在常温下,将环氧树脂溶解在的乙醇溶剂中,搅拌使树脂完全溶解,无沉淀或絮状物为止,然后加入石墨烯,搅拌,用超声波30khz超声分散,超声时间3min,得到石墨烯浆料的喷涂剂;其中喷涂剂的各原料组分的质量百分比为:酚醛树脂为5wt%,乙醇溶剂为93wt%,超临界二氧化碳法制备的石墨烯为2wt%;

(2)将步骤(1)得到的石墨烯浆料均匀喷涂在石墨电极内孔螺纹和接头外螺纹上,喷涂的厚度控制在300μm;

(3)将喷涂了石墨烯浆料的石墨电极/接头在100℃的焙烧炉内焙烧1小时,石墨电极/接头小样表面电阻率:

实施例4

一种降低石墨电极/接头电阻率的方法,具体步骤包括如下:

(1)在常温下,将环氧树脂溶解在的乙醇溶剂中,搅拌使树脂完全溶解,无沉淀或絮状物为止,然后加入石墨烯,搅拌,用超声波50khz超声分散,超声时间2min,得到石墨烯浆料的喷涂剂;喷涂剂的各原料组分的质量百分比为:酚醛树脂为20wt%,乙醇溶剂为70wt%,超临界二氧化碳法制备的石墨烯为10wt%;

(2)将石墨电极/接头浸渍在步骤(1)得到的石墨烯浆料中10min后取出;

(3)将喷涂了石墨烯浆料的石墨电极/接头在在50℃的石墨化炉内焙烧2小时,石墨电极/接头小样表面电阻率:

以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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