炭素工艺

级冶金工程专升本炭素工艺学复习大纲第一章炭材料的工业发展历史出题类型填空选择判断世纪欧洲出现了工业革命炼铁业首先得到了发展炭质耐火材料开始供砌筑炼铁高炉使用世纪初随着电的发现及广泛使用作为导电材料的炭材料也陆续登场用木炭制成可产生电弧的炭棒年以焦炭为原料生产的炭电极年德国建立生产电池炭棒的炭素企业世纪末欧洲发明了电冶炼技术初期的电炉冶炼使用无烟煤及焦炭制备炭质电极随后以天然石墨为原料生产的天然石墨电极近代炭材料工业史上的里程碑就是人造石墨的发明另外随着电力工业的发展用炭刷作为导电器效果很好在此基础上形成了电炭工业第二次世界大战末期何能利用走上历史舞台杂质含量低的高纯高密度石墨成为建造核反应堆的首选材料世纪年代航天事业的发展许多火箭及导弹的部件采用高强高密的石墨材料加工而成还研制成功了热解炭热解石墨渗硅石墨用于电子工业及生物工程材料和飞机刹车材料世纪年代末炭纤维及其复合材料问世多用于制造航天航空飞机和人造卫星的重要结构部件世纪年代中期发现了富勒碳而后炭纤维价格降低用于民用机械设备和机械器材年代初研制出纳米碳和碳纳米管碳的同素异性构体三种形态的单质碳出题类型填空选择判断碳的同素异性构体有金刚石石墨富勒族碳和炔碳三种形态的单质碳是金刚石天然石墨煤炭按用途与生产工艺炭材料如何分类出题类型填空选择石墨电极类石墨阳极炭质电极炭块类炭糊类高纯高密和高强石墨特种炭和石墨机械工业用耐磨炭与耐磨石墨电工用炭和石墨制品石墨化工设备炭纤维及其复合材料石墨层间化合物区分炭质半石墨质和石墨炭质材料出题类型填空判断以无烟煤和冶金焦为原料焙烧后不必石墨化的属于炭质材料石墨炭质材料是以易石墨化的石油焦或沥青焦为原料产品在焙烧后必须经过石墨化高温处理这个高温处理的过程称为石墨化人们一般把在摄氏度左右高温处理制得的石墨称为人造石墨半石墨质炭制品是在生产某种炭质碳制品时使用电煅无烟煤为主要原料并加入适量的石墨碎或天然石墨产品结构中有一定量的石墨成分此类产品的电阻率比石墨炭质材料高比炭质材料高石墨材料的特性出题类型填空选择石墨具有比某些金属还要高的热电传导性低于金属的热膨胀系数很高的熔点和化学稳定性很好的耐腐蚀性耐高温材料常压下摄氏度开始缓慢升华成气体优异的抗热震性能自润滑性生理相容性核能作用炭素材料的强度特点出题类型简答为什么石墨具有自润滑性出题类型简答论述判断核石墨质量出题类型简答论述为什么生产超高功率电极它与普通石墨电极有何不同出题类型简答论述什么是预焙阳极它在铝电解槽中起到的作用出题类型填空判断简答预焙阳极是以石油焦为骨料煤沥青为粘结剂采用振动成型和焙烧热处理制备而成的它一方面作为导电材料二是参与阳极电化学反应预焙阳极在铝电解槽中如何消耗出题类型填空判断简答电化学消耗化学消耗机械消耗预焙阳极氧化掉渣的危害出题类型简答阳极在电解槽中出现掉渣现象给电解生产带来不利影响造成炭渣悬浮于电解液表面炭渣进入电解槽中使电解质电阻升高同时也使阳极毛耗净耗增加电解液导电性能差槽温升高电流效率下降铝电解生产成本大幅度上升第二章炭材料生产用原料的固体原料的种类制造方法主要特征及用途出题类型填空选择判断什么是多灰与少灰原料出题类型填空选择判断石油焦与沥青焦属于少灰原料灰分含量一般少于冶金焦与无烟煤属于多灰原料灰分含量一般大于第三章煅烧的原理目地出题类型填空简答煅烧的工艺与设备及比较各种设备的优缺点回转窑的工艺参数及煅烧窑的三个温度区间带出题类型简答第四章第五章依据被破碎物的物料大小及破碎后物料的颗粒物不同出题类型填空可以将物料分为粗碎中碎细碎粗磨细磨和超细磨等级别粉碎方法出题类型填空压碎劈碎剪碎击碎磨碎最紧密堆积原理出题类型填空判断生产返回料的利用出题类型填空选择影响混捏质量的因素出题类型填空选择混捏温度混捏时间干料性质粘结剂用量混捏时间根据出题类型判断加热介质温度较低时应延长混捏时间采用较低软化温度的煤沥青时在同样的混捏温度下可以适当缩短混捏时间配料中粉料数量较多时在同样介质温度下应适当延长混捏时间加入生碎时应延长混捏时间混捏物料过多时应延长混捏时间过分延长混捏时间就会导致糊料老化塑性下降混捏时因故短时间停机应保温并延长混捏时间干混时间过长就会导致大颗粒被挤碎并增加粉料损失量从而破坏配料的粒度组成炭材料成型方法出题类型选择模压法挤压法振动成型法等静压法弹性后效出题类型填空在炭材料成型过程中由于生坯内部弹性应力的作用当生坯除去压力脱模或从挤压型嘴挤出后就会发生弹性膨胀导致生坯直径或体积增大这种现象称为弹性后效振动成型原理及工艺特点出题类型填空等静压成型的特点和规律出题类型选择简答第六章焙烧时粘结剂的迁移出题类型填空简答影响焙烧制品的质量因素出题类型简答焙烧时填充料的作用与影响出题类型填空选择判断二次焙烧与一次焙烧的不同出题类型简答焙烧曲线制定依据出题类型简答根据炭坯在焙烧过程中各温度阶段的物理化学变化制定根据炭坯的种类和规格制定根据焙烧炉炉型结构和尺寸制定根据炭坯的压型方式和炭坯性能制定根据填充料的种类制定焙烧炉的类型及优缺点出题类型简答焙烧工序裂纹产生的原因是什么出题类型论述纵裂生坯装入焙烧炉内时距离加热火墙太近导致局部升温过快生坯局部表面的挥发分热解速率过快并使生坯产生不均匀膨胀或收缩焙烧升温曲线制定不合理或操作不当在挥发分大量排除阶段升温过快从而造成生坯内部与外表温差过大生坯表面已经开始焦化而内部还在继续热解导致裂纹冷却阶段降温速率过快焙烧坯表层与内部收缩不一致炉墙局部漏料造成生坯局部受热过快而产生裂纹横裂成型时糊料温度较低预压压力不足或预压时间较短成型压力不足挤压机加压柱塞返回时将料室内糊料拉断再次加压时没有结合好压出后虽然表面光滑但生坯内部存在缺陷焙烧时容易出现裂纹前后两批糊料的塑性差别大且结合不好造成生坯内部结构有缺陷压机柱塞头涂油过多出现两锅糊料结合处粘不上焙烧过程中升温过快上下生坯温差过大降温时填充料取出过早原料煅烧程度不够糊料混捏不匀或含有水糊料中粘结剂太少粉料过多成型压力过大第七八九章浸渍的意义出题类型填空判断石墨化度出题类型填空新型材料的应用题型举例一填空阳极碳块中灰分的含量来源主要是原料带入的灰分残极带入电解质和人为带入杂质热解炭和热解石墨可用于生物工程领域碳的同素异性构体有金刚石石墨富勒族碳和炔碳三种形态的单质碳是金刚石天然石墨煤炭石墨具有比某些金属还要高的热电传导性低于金属的热膨胀系数很高的熔点和化学稳定性很好的自润滑性耐高温材料常压下开始缓慢升华成气体优异的抗热震性能等依据被破碎物的物料大小及破碎后物料的颗粒物不同可以将物料分为粗碎中碎细碎粗磨细磨和超细磨等级别二选择按用途与生产工艺炭材料可分为石墨电极类石墨阳极特种炭和石墨炭棒预焙阳极是以石油焦为骨料煤沥青为粘结剂采用振动成型和焙烧热处理制备而成的它的作用在于导电导热参与阳极电化学反应由电解返回的残极极上带有电解质渣壳残极电解质均可回收利用残极电解质均不能回收利用残极可回收利用电解质不能回收利用电解质可回收利用残极不能回收利用三判断产品在焙烧后必须经过石墨化高温处理人们一般把在左右高温处理制得的石墨称为人造石墨配料中粉料数量较多时在同样介质温度下应适当缩短混捏时间干混时间过长就会导致大颗粒被挤碎并增加粉料损失量从而破坏配料的粒度组成炭素原料中的硫分在焙烧中可以充分排除大颗粒在物料中起到骨架作用中小颗粒和细粉作用是填充空隙破碎残极细粒的灰分比粗粒含灰分量要少一些压型得到的生坯相当均质而焙烧各部位的性质却相差较大这是由于煤沥青在焙烧中物理迁移造成的焙烧废品炭材料成型方法一般有模压法挤压法振动成型法等静压法四简答什么是焙烧答焙烧是在隔绝空气和介质的保护下把压制后的生制品按一定的升温曲线进行加热的热处理过程焙烧曲线制定依据是什么答根据炭坯在焙烧过程中各温度阶段的物理化学变化制定根据炭坯的种类和规格制定根据焙烧炉炉型结构和尺寸制定根据炭坯的压型方式和炭坯性能制定根据填充料的种类制定预焙阳极氧化掉渣的危害有哪些答阳极在电解槽中出现掉渣现象给电解生产带来不利影响造成炭渣悬浮于电解液表面炭渣进入电解槽中使电解质电阻升高同时也使阳极毛耗净耗增加电解液导电性能差槽温升高电流效率下降铝电解生产成本大幅度上升五论述请论述焙烧工序裂纹产生的原因是什么答纵裂生坯装入焙烧炉内时距离加热火墙太近导致局部升温过快生坯局部表面的挥发分热解速率过快并使生坯产生不均匀膨胀或收缩焙烧升温曲线制定不合理或操作不当在挥发分大量排除阶段升温过快从而造成生坯内部与外表温差过大生坯表面已经开始焦化而内部还在继续热解导致裂纹冷却阶段降温速率过快焙烧坯表层与内部收缩不一致炉墙局部漏料造成生坯局部受热过快而产生裂纹横裂成型时糊料温度较低预压压力不足或预压时间较短成型压力不足挤压机加压柱塞返回时将料室内糊料拉断再次加压时没有结合好压出后虽然表面光滑但生坯内部存在缺陷焙烧时容易出现裂纹前后两批糊料的塑性差别大且结合不好造成生坯内部结构有缺陷压机柱塞头涂油过多出现两锅糊料结合处粘不上焙烧过程中升温过快上下生坯温差过大降温时填充料取出过早原料煅烧程度不够糊料混捏不匀或含有水糊料中粘结剂太少粉料过多成型压力过大