中國粉體網(wǎng)訊 特種石墨主要以石油焦和瀝青焦為原料，在瀝青黏結(jié)作用下成型、多次熱處理制成，其具有優(yōu)良的耐高溫性、導(dǎo)電導(dǎo)熱性、潤滑性等。特種石墨可以制備單晶硅和多晶硅的熱場和一些常見的磨具等，也可以制備前沿的石墨烯材料和高純石墨，廣泛用于質(zhì)量要求較高的冶金、有色金屬、航空航天、軍工、環(huán)保、核工程等行業(yè)，在新能源汽車、儲能等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域也有應(yīng)用，是高科技行業(yè)不可替代的材料之一。

      SGL等靜壓石墨

     Q：特種石墨是如何分類的？

      A：據(jù)中鋼集團(tuán)吉林炭素股份有限公司的專家講，特種石墨的涵蓋范圍很廣，電炭制品行業(yè)、天然石墨制品行業(yè)和冶金用炭制品行業(yè)對此有不同的理解和分類方法，就冶金用炭制品行業(yè)的習(xí)慣分類解釋，特種石墨主要指高強(qiáng)度、高密度、高純度石墨制品（簡稱三高石墨）。

      三高石墨從材料組織結(jié)構(gòu)上可以分為粗顆粒、細(xì)顆粒和特細(xì)顆粒結(jié)構(gòu)三種；從成型方法上區(qū)分主要有模壓、擠壓和等靜壓成型特種石墨三類，此外，振動成型也可用于生產(chǎn)特種石墨。高品質(zhì)的特種石墨——各向同性石墨是用等靜壓工藝生產(chǎn)的。

      按其主要用途分類有：電火花加工用特種石墨；制作鑄造模具用特種石墨；鋼鐵或銅、鋁連續(xù)鑄造用特種石墨；直拉單晶硅爐用或冶煉貴金屬、高純材料使用的高純石墨；合成人造金剛石用石墨；火箭、導(dǎo)彈技術(shù)用特種石墨；核能用石墨材料。

      Q：國內(nèi)外主要有哪些特種石墨廠商？

      A：據(jù)河南五星新材的專家介紹，美國主要企業(yè)有步高石墨公司、尤卡碳素公司及大湖碳素公司等，其中步高石墨公司主要生產(chǎn)EDM石墨、1μm細(xì)結(jié)構(gòu)石墨。德國西格里碳素集團(tuán)的等靜壓(各向同性)石墨產(chǎn)品在中國市場影響力很大。

      法國美爾森碳素公司主要涉及特種石墨(等靜壓)材料應(yīng)用方面，如石墨換熱器。在重慶建設(shè)有4000 t/a生產(chǎn)基地，采用從國外運壓粉—重慶廠成型—無浸漬工序—成型坯料一次焙燒—石墨化的短流程節(jié)能工藝，其產(chǎn)品密度達(dá)到1.76 g/cm3。

      日本主要企業(yè)有東洋碳素有限公司、東海碳素有限公司、揖菲電及新日本炭素有限公司等，均具備生產(chǎn)φ1 000 mm或超過φ1 000 mm石墨產(chǎn)品的能力。

      這些企業(yè)等靜壓石墨產(chǎn)品品種超過100種，在半導(dǎo)體、核工程、太陽能、金屬鑄造、電機(jī)制造等方面均有應(yīng)用。

日本各類石墨制品

      目前，我國共有炭素企業(yè)超過400家，但產(chǎn)品主要集中在石墨電極、炭磚、普通模具等中低端產(chǎn)品，高技術(shù)含量、高附加值的特種石墨生產(chǎn)廠商較少。主要的企業(yè)包括五星新材、東方碳素、博翔碳素、方大炭素、新成新材、吉林炭素、中鋼新型材料(浙江)有限公司、天寶碳素制造有限公司等，國內(nèi)幾十家企業(yè)都涉及等靜壓石墨領(lǐng)域。

      Q：國內(nèi)特種石墨市場供需情況如何？

      A：據(jù)河南五星新材的專家介紹，我國國內(nèi)企業(yè)特種石墨產(chǎn)能不足，同時在技術(shù)、產(chǎn)品規(guī)格等方面的不足導(dǎo)致產(chǎn)品不能滿足高端市場需求，因此國內(nèi)等靜壓石墨供需缺口較大。

      我國特種石墨市場長期處于供給不足狀態(tài)，尤其是高質(zhì)量的特種石墨大部分依靠進(jìn)口，其中約80%來自日本，20%來自歐美。 前幾年我國特種石墨市場缺口較大，2022年細(xì)結(jié)構(gòu)特種石墨市場需求約20萬t，然而產(chǎn)量僅占需求量的50%，市場還遠(yuǎn)未達(dá)到飽和。

      根據(jù)中國粉體網(wǎng)從海關(guān)總署查詢到的數(shù)據(jù)，2023年從海外進(jìn)口人造石墨為1.55萬t，金額約11.54億元；2024年從海外進(jìn)口人造石墨為1.12萬t，金額約8.61億元；2025年從海外進(jìn)口人造石墨為1.42萬t，金額約6.28億元。

      Q：目前行業(yè)存在哪些共性技術(shù)難題？

      A：據(jù)河南五星新材的專家介紹，目前行業(yè)在浸漬技術(shù)、焙燒工藝、純化、大規(guī)格石墨等方面仍存在突出問題。

      特種石墨材料生產(chǎn)中的浸漬是保障制備高密度材料的重要工序，浸漬劑中喹啉不溶物容易堆積在炭基體材料氣孔的入口處形成不透性濾餅，阻礙瀝青滲透，使浸漬*變差，直接影響*終材料的各項性能。

      國內(nèi)焙燒工藝具有燃料單耗高、熱損失大、生產(chǎn)周期長以及環(huán)保設(shè)備投資高的缺點，在“雙碳”目標(biāo)和節(jié)能降耗的背景下，須從工藝創(chuàng)新和優(yōu)化著手，開發(fā)短周期、低能耗焙燒工藝，同時加大對煙氣的凈化處理，實施環(huán)保達(dá)標(biāo)排放。

      目前，國內(nèi)外制備高純石墨的方法主要是在高溫條件下通入鹵族元素及其化合物，在鹵素氣氛中進(jìn)行高溫提純。但存在產(chǎn)品沿徑向方向灰分凈化提純的程度參差不齊、產(chǎn)品純度不均勻等問題，影響產(chǎn)品的整體機(jī)械性能和化學(xué)性能，尤其是大尺寸特種石墨產(chǎn)品，該問題更加突出。

      石墨生制品的體積越大，熱處理時生成的氣相將難以逃逸到石墨表面，導(dǎo)致表面到內(nèi)部的溫度分布跨度大、不均勻，從而造成開裂。因此，開裂是大規(guī)格產(chǎn)品生產(chǎn)中的主要瓶頸問題，隨著尺寸增大，開裂的幾率增加。

      大尺寸石墨塊不容易浸透，會造成內(nèi)部結(jié)構(gòu)不一致，在焙燒、石墨化時易造成內(nèi)部開裂，且強(qiáng)度、密度低。傳統(tǒng)生產(chǎn)方法是在瀝青中加入30%的煤焦油、蒽油等稀釋劑，雖然浸漬*得到改善，解決了再次焙燒開裂的問題，但因兩者的結(jié)焦值太低，僅浸一次的*不明顯，強(qiáng)度、密度等質(zhì)量指標(biāo)沒有較大的改觀，這一難題一直制約石墨質(zhì)量的提高。

      參考來源：

     趙俊通等：特種石墨市場概況及技術(shù)進(jìn)展，河南五星新材科技股份有限公司

      李圣華：特種石墨的分類、市場和生產(chǎn)，中鋼集團(tuán)吉林炭素股份有限公司
      （來源鏈接： https://news.cnpowder.com.cn/87924.html）