Соединительные элементы для электродов из углеродных материалов и способ их изготовления - RU2004108144A

Реферат

1. Соединительные элементы для электродов из углеродных материалов, отличающиеся тем, что они содержат углеродные волокна с активированной окислением поверхностью и дополнительно науглероженным покрытием, причем науглероженное покрытие является продуктом науглероживания покрывающего средства, выбранного из группы: воск, пек, природные смолы, термопластичные и термореактивные полимеры.

2. Соединительные элементы по п.1, отличающиеся тем, что углеродистые волокна имеют модуль упругости от 200 до 250 ГПа.

3. Соединительные элементы по п.1, отличающиеся тем, что имеют коэффициент линейного термического расширения от -0,5 до +0,1 мкм/(К·м) в направлении, параллельном боковой поверхности и от 1,7 до 2,1 мкм/(К·м) в перпендикулярной ему плоскости.

4. Соединительные элементы по п.1, отличающиеся тем, что углеродистые волокна имеют среднюю длину от 0,5 до 40 мм.

5. Соединительные элементы по п.1, отличающиеся тем, что массовая доля углеродных волокон в них составляет от 0,2 до 10%.

6. Соединительные элементы по п.1, отличающиеся тем, что массовая доля науглероженного покрытия на углеродных волокнах, отнесенная к массе углеродных волокон, составляет от 0,2 до 15%.

7. Соединительные элементы по п.1, отличающиеся тем, что углеродные волокна являются волокнами на основе полиакрилнитрила.

8. Соединительные элементы по п.1, отличающиеся тем, что углеродные волокна существуют в форме параллельно расположенных нитей, тканей, формованных свободнолежащих волокон, трикотажа, трикотажных изделий и/или нетканого материала.

9. Способ изготовления содержащих углеродные волокна соединительных элементов для электродов из углеродных материалов, отличающийся тем, что на первом этапе поверхность углеродных волокон активируют окислением; затем на втором этапе на поверхность волокон наносят покрытие из покрывающего средства, выбранного из группы: воск, пек, природные смолы или термопластичные или термореактивные полимеры; снабженные покрытием волокна в случае необходимости на третьем этапе подвергают обработке при температуре 750-1300°С для науглероживания покрытия; на четвертом этапе смешивают кокс со средним размером частиц в диапазоне от 0,05 до 4 мм, пек с температурой размягчения в диапазоне от 70 до 150°С и при необходимости дополнительными наполнителями и формируют цилиндрические тела; на пятом этапе цилиндрические формованные тела науглероживают, а затем графитизируют; и на шестом этапе графитизированные формованные тела обтачивают в соединительные элементы с резьбой.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что углеродные волокна используют в форме жгутового волокна с количеством отдельных филаментов от 1000 до 60000, которые на третьем этапе способа разрезают на короткие волокна со средней длиной 0,5-40 мм.

11. Способ по п.9, отличающийся тем, что углеродные волокна используют в форме большого жгута - жгутового волокна с количеством отдельных филаментов от 40000 до 2000000, которые после третьего этапа способа разрезают на короткие волокна со средней длиной 0,5-40 мм.

12. Способ по п.9, отличающийся тем, что углеродные волокна активируют в водяной ванне, содержащей окислитель.

13. Способ по п.9, отличающийся тем, что углеродные волокна активируют анодным окислением в водяной ванне.

14. Способ по п.9, отличающийся тем, что углеродные волокна активируют в газовом потоке, содержащем окислитель.

15. Способ по п.9, отличающийся тем, что на активированные углеродные волокна на втором этапе наносят покрытие в водяной ванне или ванне с растворителем, содержащей дисперсионную систему или раствор покрывающего средства, выбранного из группы: воск, пек, природные смолы или термопластичные или термореактивные полимеры.

16. Способ по п.9, отличающийся тем, что снабженные покрытием углеродные волокна на третьем этапе подвергают обработке при температуре 900-1200°С для науглероживания покрытия.

17. Способ по п.9, отличающийся тем, что на четвертом этапе изготавливают смесь, содержащую 100 кг кокса, 10-40 кг пека и 0,2-20 кг углеродных волокон.

18. Способ по п.17, отличающийся тем, что в качестве дополнительного наполнителя добавляют 0,1-1 кг оксиджелезного пигмента со средним размером частиц 0, 1-2 мкм.