一、连续石墨化炉工艺试验小结（论文文献综述）
邱钿[1]（2019）在《煤的石墨化过程及煤系矿物变迁规律研究》文中指出石墨是重要的战略资源。天然石墨矿虽多,但纯度都较低,加工成本大。近年来,人造石墨的研究越来越受到重视。石油焦是目前制备人造石墨的主要原料,随着石油供应量的减少及价格的不断波动,从资源和经济角度都亟待寻找新的原料。无烟煤作为一种碳含量很高的原材料,本可以作为制造石墨的主要原料,但煤中大量存在的成灰矿物质导致在实际生产过程中容易出现高温下严重的物料粘连等问题,制约了煤基石墨产业的发展。进行立体结构的煤炭大分子转变为片层结构石墨的过程研究,可以为研发特定结构的产品（如大面积石墨片层石墨、微晶高强度石墨等）提供理论指导;研究矿物材料在石墨化过程中的变化迁移规律,可以为石墨化过程脱除矿物质,生产高纯石墨提供理论基础;研究石墨化过程中矿物质变迁与碳质片层化之间的协同关系,有助于优化石墨化过程,提高石墨化速度。本论文首先以太西无烟煤为研究对象,利用SEM与TEM表征碳石墨化过程中微观形貌和晶格结构的变化规律,探索其由立体有机复杂结构向平面有序结构的变化过程。结果表明,无烟煤石墨化过程中存在多机理并存的现象。（1）无烟煤的内部主体结构随着石墨化温度的不断升高,会沿着矿物分布的两相界面产生裂隙,且局部原子排列逐渐有序化,生成各向同性的多晶结构石墨;（2）从2000℃开始,无烟煤的表面和裂隙中开始析出微型碳球,且随着温度不断升高,碳球体积不断变大,直到100微米左右时,发生兼并与破裂。继续升温至3000℃后,形成各向异性的片层状柔绉石墨晶体;（3）无烟煤中的原生石英及黏土矿物分解出的石英与碳在1800℃时发生反应生成石墨化中间产品碳化硅,该产物在2600℃时会分解生成规整程度极高的平直石墨片层。故原煤中不同化学环境下的无定形碳都可以转化为石墨,但其晶体的微观结构并不相同。石墨化过程复杂,单一机理无法完全解释。利用Raman和XRD谱图表征了太西无烟煤石墨化过程中碳排列的有序度、微晶尺寸以及石墨化度随温度的变化趋势,并结合热力学与动力学研究分析了石墨化过程中不同温度区间主导反应的各影响因素。试验结果表明:从反应热力学与动力学角度划分,太西无烟煤的石墨化过程可以分为三个阶段。（1）298 K至1773 K:该阶段发生无烟煤大分子的裂解与缩聚反应,这一过程以吸热为主。（2）1773 K至2473 K:乱层结构逐渐有序化,且碳层间距缩小,释放出体系内的潜热。同时,伴有碳化物的生成与分解反应,使体系出现热缺陷,表现为吸热。即在此温度区间内为放热反应与吸热反应的并存过程。（3）2473 K至3273 K:缺陷石墨吸收热量发生重结晶,使得晶格缺陷逐渐消除,促使碳原子进一步有序的排列。在超高温下,石墨化进程虽然伴随着结构的改造和有序化,但由于原子的热运动,也存在局部的无序化过程,所以具有一定完善程度的石墨向更高阶段转化时,其熵值反而变小,致使无缺陷石墨难以制取。采用等离子低温灰化仪与XRD分析了无烟煤中的矿物质种类及含量,并探究了矿物质在原煤中的赋存形态。在氩气保护下,对纯矿物质、混合矿物质以及碳环境下的矿物质进行了对比性高温热处理。最后利用XRD、红外光谱和灰熔点测定仪表征不同温度下热处理后的矿物质的晶体结构、官能团和熔点变化,探究无烟煤石墨化过程中矿物质的转化变迁过程与熔融特性规律,以及矿物质与煤在石墨化过程中的协同作用。研究结果表明:太西无烟煤中主要含有石英、伊利石、高岭土、黄铁矿、方解石、烧石膏等六种矿物质,其中石英和伊利石的占比高达86%。混合矿物的流动温度要低于纯矿矿物,这是因为在高温下形成了低温共熔物。在石墨化过程中,大部分矿物质从1500℃时开始以气态或液态的形式,从无烟煤内部向裂隙处迁移,并随氩气气流逸出炉腔。达到2700℃后,只剩少量硅元素以碳化硅的形式存在于高温体系内,而大部分硅元素则随原煤中的少量碱土金属元素（钠、钾、镁等）以硅铝酸盐的形式逸出炉腔。为了探究上述结论的普适性,选取了不同变质程度的煤作为原料。采用不同的方法对原料进行预处理,随后在相同的热处理条件下对原料进行高温石墨化,以探究原煤结构及其灰分与挥发分对煤基石墨产物的影响。该方法制备出不同显微结构的煤基石墨（多晶石墨、单晶石墨、球形石墨、蜂窝石墨和棒状石墨）。结果表明,在相同的石墨化条件下,高阶煤的石墨化程度要优于低阶煤。不同成灰矿物对煤的石墨化影响不同,适量的金属矿物质有助于石墨晶格的生长,但粘土类矿物质过多会导致产物中非碳杂质的增加,产物纯度降低,石墨化程度也随之降低。经酸洗预处理后,产品的石墨化程度可以大大提高,但石墨化速度会降低。最后以褐煤为碳源,硫酸（H2SO4）为氧化剂,磷酸（H3PO4）为活化剂,采用一步浸渍法,成功制备了具有多级孔结构的煤基石墨材料,并对其进行了染料污水吸附处理的效果探索。结果表明,该石墨材料对水溶液中的甲基橙具有较高的吸附率（吸附时间60 min内达到99.9%）。该石墨材料可重复多次利用,再生吸附经5次循环后依然具有良好的吸附性能。本论文有图65幅,表25个,参考文献192篇。
王文义[2]（2018）在《M40J石墨化炉制造质量管理研究》文中进行了进一步梳理碳纤维产品当前已经引起全球各个国家的关注,其性能非常优异,是国防军工至关重要的战略物资。工艺技术和生产所需装备是研制碳纤维生产的关键,我国在这方面的发展速度相对较慢,技术相对落后。TZ公司历经十余年的研发历程,取得了很大成绩,打破了垄断,改变了碳纤维世界格局。随着我国航空航天和高端体育休闲等领域对高刚性（高模量）碳纤维提出迫切需求,研制M40J级高强高模碳纤维成为发展趋势,而M40J碳纤维的开发和生产离不开M40J石墨化炉,石墨化炉制造质量的研究尤为重要。本文分析了有关项目质量管理的特点和影响因素,针对TZ公司高温碳化炉制造项目存在的质量管理问题,基于M40J石墨化炉制造项目自身的特点,运用简化层次分析法、鱼骨图法对其项目过程中产生的质量问题和管理问题进行识别、分类、分析。对质量管理影响因素重要性进行评价,制定质量管理改进方案及保障措施,研究解决避免发生质量问题的策略。通过系统分析M40J石墨化炉制造过程中存在的质量管理问题,从设计、原材料、人员、设备运输、测量、设备调试、生产环境等多个环节入手,制定了相应的质量管理措施,构建了项目小组,明确任务分工,建立了质量管理监督体系,加强对人员的管理如建立岗位责任制,原材料的管理如选择原料、加强检验贮存以及提高供方运输要求,设备设计过程的管理如理顺设计流程,使TZ公司设备制造的质量管理体系更加完善。并通过对M40J石墨纤维力学性能波动率及产品合格率;石墨化炉设备性能;M40J石墨化炉制造过程工序合格率四个方面指标评价改进方案的有效性,为碳纤维设备的国产化制造提供了理论支撑和实践指导。
叶崇[3]（2019）在《高导热中间相沥青碳纤维的制备及结构调控》文中提出中间相沥青碳纤维与PAN基碳纤维相比具有高导热和高模量优势,广泛应用于航空航天、电子产品和机器人等领域。中间相沥青碳纤维的制备工艺流程长,多学科交叉,其中高纯可纺中间相沥青的调制、沥青纤维连续长丝束的纺制及其微观结构的调控和沥青碳纤维连续长丝高温石墨化处理难度较大。本文围绕中间相沥青的流变性能与纺丝工艺之间的关联、中间相沥青连续脱挥工艺、沥青碳纤维微观结构的调控、连续石墨化处理对沥青碳纤维结构和性能的影响及高导热碳纤维典型结构特征剖析等方面进行了系统地研究。（1）采用旋转流变仪对实验室自制的油基MP沥青及国产萘基SD沥青进行了流变性能研究。通过振荡模式下的振幅、频率和温度扫描获得了SD沥青的线性粘弹区,得到了储能模量与损耗模量整体上随着角频率的增加而增加,随着温度的升高而降低的变化规律;通过旋转模式下的剪切速率扫描表明:SD沥青呈现出非牛顿流体的剪切变稀行为,低温下剪切速率对粘度影响较大,高温下剪切速率对粘度的影响较小。参考热失重曲线并结合温度扫描获得了MP沥青和SD沥青的低粘平稳区分别为312324℃（410Pa·s）和345360℃（410Pa·s）。在低粘平稳区内采用单孔纺丝探究了纺丝温度对MP纤维微观结构的影响,纺丝温度分别在312℃、316℃、320℃和324℃时,均获得了劈裂辐射状纤维结构,表明MP沥青具有至少12℃相对较宽的纺丝工艺窗口;探究了MP及SD沥青分别在320℃（5Pa·s）及355℃（5Pa·s）纺丝温度下,喷丝板长径比（L/D）对纤维微观结构、力学性能和导热性能的影响,随着喷丝板L/D从1增大到5的过程中,沥青碳纤维始终保持劈裂辐射状结构,力学性能和导热性能变化不大,表明在较低粘度下较小的喷丝板L/D足以获得高取向微晶结构的沥青碳纤维。构建了纺丝温度-熔体粘度-喷丝板结构-纤维结构-纤维性能之间的关联。（2）针对MP沥青中含有少量的各向同性组分,挥发分含量相对较多的问题,采用双螺杆挤出机对MP沥青进行连续脱挥工艺研究,重点探究了真空度和填充率对MP沥青软化点、热稳定性、流变性能和偏光织构的影响。采用填充率为64%,真空度为-0.09MPa的脱挥工艺,提高了沥青热稳定性,减少了沥青中各向同性小球的含量。在此基础上,以填充率为64%,真空度分别为0和-0.09MPa两种脱挥工艺获得的MP沥青为原料,直接进行1000孔连续熔融纺丝,真空度为0MPa时,沥青纤维原丝上存在大量孔洞和突起,无法获得沥青纤维连续长丝束;真空度为-0.09MPa时,沥青纤维原丝表面光滑,直径均匀,实现了MP沥青连续脱挥及1000孔熔融纺丝。以确立的连续熔融纺丝工艺为基础,开展了沥青碳纤维微观结构的调控,实现了劈裂辐射状的MP-A和外层褶皱辐射状内部洋葱皮状的圆形MP-B两种碳纤维的可控制备。其中MP-A纤维中间相沥青液晶分子在喷丝板微孔内的流动属于“剪切诱导取向-拉伸诱导取向”双重作用机制,MP-B纤维中间相沥青液晶分子在喷丝板微孔内的流动属于“剪切诱导取向-应力松弛解取向-拉伸诱导取向”三重作用机制。在相同的热处理温度下,MP-B纤维的拉伸强度优于MP-A纤维,MP-A纤维的杨氏模量和热导率优于MP-B纤维,MP-A纤维具有更大的晶体尺寸,更高的晶体取向,更发达的石墨片层。MP-A-2800纤维热导率达到645W·m-1·K-1与K13C2U碳纤维相当,MP-B-2800纤维热导率达到512W·m-1·K-1与XN-90碳纤维相当。（3）研究了连续石墨化处理温度对中间相沥青和PAN基碳纤维结构和性能的影响。随着石墨化温度从2300℃升高到2600℃,石墨化后的MP-A-1000纤维石墨微晶尺寸变大,石墨片层沿纤维轴向的择优取向度明显增加,石墨片层的扭曲、交联等微晶缺陷减少,拉伸强度、拉伸模量和热导率均增大;石墨化后的T1000G碳纤维石墨化度提高,石墨微晶尺寸变大,石墨片层沿纤维轴向的择优取向度提高,拉伸模量和热导率增大,“N”元素的脱除增加了纤维的微晶缺陷,拉伸强度有所降低。连续石墨化处理的MP-A-2600纤维热导率达到582W·m-1·K-1优于XN-90碳纤维,T1000G-2600纤维力学性能与M50JB碳纤维相当。（4）为了进一步阐明中间相沥青碳纤维微观结构与导热性能的关联,进而指导高导热中间相沥青碳纤维的国产化及系列化研制,对现有商品化及实验室自制的五种高导热中间相沥青碳纤维(5001127W·m-1·K-1)进行了微观形貌、晶体尺寸、取向等的详细剖析。发现不同厂家制备的高导热中间相沥青碳纤维微观结构呈现出较大的差别,具有一定的典型“指纹”特征,但均具有较为发达的石墨微晶结构,并且热导率越高的碳纤维,其石墨片层越粗大,呈现明显的径向辐射状结构,且较易劈裂,劈裂状结构是石墨片层高取向的外在表现。高导热碳纤维都存在较长且排列有序的晶格结构,导热性能越好,其石墨微晶片层沿纤维轴向取向度越高、石墨化程度越高,石墨微晶越大,晶面间距越小,微晶缺陷越少,以此构建了五种高导热中间相沥青碳纤维的微晶结构模型。
黄灿[4]（2020）在《激光辐照PAN基碳纤维石墨化均匀性的研究》文中研究说明聚丙烯腈（Polyacrylonitrile,PAN）基碳纤维是PAN基原丝经过预氧化、碳化、以及石墨化过程一系列处理后得到的一种微晶石墨材料,具有高比强度、高比模量、耐腐蚀、耐高温以及可加工性高等优异性能,在航空航天,建筑建材,体育用品等领域具有广阔的应用前景。本课题以PAN基碳纤维为研究对象,重点探究在激光照射的条件下,碳纤维温度分布的均匀性和石墨化程度,分析温度均匀性对力学性能的影响。主要研究内容与结果如下:激光辐照发出的能量具有高斯分布的特点。首先基于激光光束能量的高斯分布特征,建立了高斯移动热源模型,从宏观结构尺度完成碳纤维材料的热力学参数传递。采用有限元法,基于Ansys/Workbench平台,设置碳纤维材料热性能参数,通过“热分析”模块施加高斯热源和温度边界条件,保证激光作用的连续性。结果表明,碳纤维丝束横截面内的温度分布主要取决于激光功率、光斑直径、走丝速度和激光数量,增大激光功率、缩小光斑直径、降低走丝速度和增加激光数量都能有效的提高纤维温度,有利于石墨化程度的提高。定义了温度均匀性指数,分析了不同条件对碳纤维温度均匀性的影响规律。求解了激光辐照移动碳纤维丝束在石墨化反应体系中的温度分布,以分析激光对碳纤维石墨化作用的径向非均匀性的影响规律。结果表明,降低激光功率、增大光斑直径、降低走丝速度,能够在一定程度上增加纤维温度分布的均匀性。增加激光器数量能够在很大程度上提高纤维温度的均匀性。三个激光器互成120°照射碳纤维,基本能够解决温度分布不均的问题。建立了激光辐照碳纤维的热固耦合模型。基于Workbench平台,通过热固耦合,对碳纤维产生的力学性能进行了数值分析。结果表明,随着碳纤维温度的升高,其热应力、热应变逐渐增大。三支激光辐照,得到的热应力远小于单支激光的情形。
刘坤基[5]（2019）在《气化细渣中残碳催化石墨化研究》文中研究指明煤气化技术是煤炭清洁利用的核心技术,也是现代煤化工的基础。气化细渣是煤炭气化过程中产生的废弃物,气化细渣一直以来未得到有效的利用,气化细渣的大量堆积会严重破坏生态环境,危害人体健康,对气化细渣的资源化利用刻不容缓。现阶段,对气化细渣中的残碳研究较少,气化细渣中含有较高的残碳,却无法单独燃烧,利用气化细渣中的残余碳作为石墨化材料的碳源,不仅能够改善气化细渣利用率低的现状,还可拓宽了石墨原料的来源。本文探索了气化细渣制备石墨材料的可行性。本文选取宁煤气化细渣为研究对象,利用激光粒度分析,BET,SEM等对气化细渣进行了表征与分析,对气化细渣进行了浮选脱灰以及酸洗脱灰,得到不同灰分条件的残碳,对残碳进行了高温石墨化处理,探究了灰分、粒径、温度对气化细渣中高温石墨化的影响;在高温石墨化的基础上,通过机械混合的方式,添加了H3BO3和FeCl3等作为催化剂,探究了催化剂种类、添加量、粒径以及温度等催化石墨化的影响。气化细渣中的主要矿物质元素为Si、Al、Fe、Ca,较多的灰分对高温石墨化具有促进作用,粒径的减少也能促进石墨化进程,温度是石墨化进程的重要因素,升高温度更有利于石墨化的进行,同时会促进石墨晶体的增长。H3BO3和FeCl3在催化石墨化过程均中表现出了良好的催化活性,能够明显地降低石墨化所需的活化能,使其在相对较低的热处理条件下达到较高的石墨化程度,温度较低时,硼酸的催化效果不如FeCl3,但在高温时,其催化效果十分显著。该论文有图51幅,表27个,参考文献102篇。
王宁[6]（2017）在《连续式石墨化炉动态电热耦合的数值模拟与优化研究》文中进行了进一步梳理石墨材料具有良好的耐热性、导电性、导热性、化学稳定性、可塑性等特点,被广泛应用于冶金、化工、机械等领域。以石油焦为原料运用传统办法生产散装石墨需经过焙烧、石墨化两个生产工序,工艺耗时长、耗能高、成本高,无法满足市场需求。鉴于散装石墨产量供不应求,本课题组与辽阳炭素炉窑设计研究所合作,在借鉴传统电煅炉和矿热炉的基础上,通过改变供电方式、走料方式及炉型结构等方式,提出一种连续式石墨化炉的新炉型。本石墨化炉不但简化了生产工序,将焙烧和石墨化合二为一,还具有冷却更安全、可实现连续排料、电耗低至1500kW·h/t等优点。为验证新炉型的可行性和安全性,本文主要研究内容如下:（1）本文结合传热学理论和石墨化炉炉体散热特性,采用VC++语言编制通用GUI（Graphical User Interface）程序,对炉体与环境界面换热系数进行编程与应用,实现炉衬组合的计算机优化模拟。结果表明:炉体以辐射换热为主;炉体表面温度主要影响辐射换热系数,200℃时辐射换热系数是对流换热系数的2倍;炉体的保温效果与炉体长度无关;炉衬材料炭黑和轻质耐火粘土砖的厚度取0.35m为最佳,并在此基础上确定了石墨化炉的结构参数。（2）本文采用连续介质假设,在Euler场中建立粘性流模型,基于Fluent的二次开发功能,在流体力学方程组的基础上通过编译UDS（Use-Defined Scalars）、UDF（Use-Defined Function）、UDM（Use-Defined Memory）等方式建立动态电热求耦合求解的计算模型,解决了前人无法模拟流动物料电热耦合的问题,本计算模型可为以后学者解决类似问题提供理论参考。并对煅后石油焦颗粒在二维石墨化炉冷态模型内的下降行为进行研究,实验测得了 3-10mm煅后焦颗粒的动力粘度为0.1Pa-s。应用计算模型的模拟结果与文献中的实验数据符合较好,进一步验证了本文所建立计算模型的准确性。（3）应用本文所建立的计算模型,实现了连续式石墨化炉流动物料加热的电热耦合模拟,得到炉内电场、温度场、流场的分布规律。结论如下:数值解的独立性表明差分格式对模拟结果影响较小,时间步长100s、网格单元平均尺寸0.04m为最佳;采用大截面的电极可以得到更合理的电势分布;电极柱上的电场强度很小,仅为0.009V/m以下;炉中心最高温度可达2740K,完全满足石墨化所需温度;炉衬温度分布合理,满足炉衬材料的使用温度;电场强度和电流的最大值都出现在电极附近,炉内电场强度最大值为94.8V/m,电流最大值为10400A;流场分布合理;电场-温度场-流场的模拟结果能满足连续石墨化生产的基本要求。（4）研究电压大小和排料速率对动态电热耦合场的影响规律。研究表明:排料速率越小,升高电压对温度场的影响就越明显;石墨化炉为达到石墨化温度,排料速率不应超过0.05mm/s,且不能一味地通过升高电压使中心温度达到石墨化温度;排料速率每降低0.005mm/s,电炉温度约可升高200-300K以上;若计算工况下电炉的大部分位置处的温度都高于2473K,则炉内电流密度差别很小;电流分布趋势与温度的分布是相同的,电流和温度同时在电极附近达到最高值;排料速率0.03mm/s、电压62-64V和排料速率0.035mm/s、电压67V的生产工况是比较合理的,对应石墨化炉的日产量分别为24709kg/d 和 28827kg/d。
杜俊昭[7]（2010）在《连续式石墨化电炉设计及炉内温度场研究》文中提出石墨化是指非石墨质炭经2000℃以上高温热处理,主要因物理变化使六角碳原子平面网状层堆叠结构完善发展,转变成具有石墨三维规则有序结构的石墨炭质。石墨化的目的是为了提高炭材料的热、电传导性；提高炭质材料的抗热震性和化学稳定性；使炭材料具有润滑性和抗磨性；排除杂质、提高炭材料纯度。通过对现有生产技术和市场需求的分析,并借鉴国内外一些成熟技术和成功经验,提出三相交流连续式石墨化电炉技术理论并设计三相交流石墨化电炉,以期能够推动石墨化技术向前发展并为市场提供充足优质、廉价的石墨。本文依据实验炉相关实验结果,利用FLUENT软件对连续式石墨化电炉炉内温度场进行数值模拟。通过模拟确定炉内石墨化区和非石墨化区,找出薄弱环节。通过实验采集相关数据,与模拟结果相互校正。分析验证设计的可行性并不断改进不合理部分,完善设计理论和整套生产设备、流程以及操作方案。本论文的主要研究工作包括以下几项：（1）进一步完善连续式石墨化电炉的设计理论和炉型结构；（2）根据炉内电极端部水平面温度场的二维模拟结果,分析炉内的温度分布情况,确定石墨化区和非石墨化区；对比各种数学模型,优化炉型结构；（3）通过对工业试验炉炉内各关键点、薄弱点处的温度测试结果的分析,找出更加合理的炉子工作制度,包括供电制度、进出料制度。
杨波[8]（2011）在《高温热处理制备国产PAN基高模量炭纤维的研究》文中认为高模量炭纤维作为炭纤维家族中重要一员,具有高比模、低膨胀系数、高尺寸稳定性、耐热等优良性能,广泛应用于卫星、国防建设和国民经济中。而关于国产高模量聚丙烯腈（PAN）基炭纤维的研究较少。实现高模量聚丙烯腈基炭纤维国产化具有重要的意义。本文选用国产聚丙烯腈原丝,在已实现工业生产上的炭化线上进行炭化,制得聚丙烯腈基炭纤维。并以此为原材料,在不同形式的石墨化炉中,对浸硼酸处理和未浸硼酸处理的炭纤维进行高温热处理。采用X射线衍射、激光拉曼光谱、扫描电子显微镜等测试手段研究了国产聚丙烯腈基炭纤维在高温热处理过程中力学性能与结构的变化和关系,并探讨硼对国产聚丙烯腈基炭纤维石墨化的促进作用。实验结果表明,未浸硼处理的炭纤维在两种不同的石墨化炉中进行高温热处理,均能提高炭纤维的拉伸模量,并且随着最终石墨化温度的提高炭纤维的拉伸模量增加,而炭纤维的拉伸强度逐渐降低。2500℃高温热处理后,炭纤维的拉伸模量为413GPa,拉伸强度为1.49GPa。浸硼酸处理的炭纤维通过高温热处理后,随着最终热处理温度的提高,浸硼酸处理的炭纤维的拉伸模量逐渐增加,拉伸强度逐渐降低。浸硼炭纤维在2500℃高温热处理后,炭纤维的拉伸模量为460GPa,拉伸强度为1.60GPa。比较两种不同石墨化方法,浸硼炭纤维的模量明显比未浸硼炭纤维的高；而且浸硼炭纤维的强度下降要比未浸硼炭纤维要慢。随着热处理温度的提高,炭纤维的石墨微晶d002逐渐降低,微晶尺寸La和Lc逐渐增加,石墨化程度逐渐提高。浸硼炭纤维的微观结构变化尤为明显,浸硼酸处理的炭纤维的石墨化程度明显比未浸硼酸处理的高。硼元素的存在可以加速炭纤维石墨化过程,明显提高了炭纤维的模量。
毕延林[9]（2010）在《连续式石墨化炉工业实验与电磁场研究》文中研究指明随着现代工业发展及技术进步,新型碳素材料特别是石墨材料的需求和使用量日益增大。在炭素生产过程中,石墨材料是生产铝用阴极、阳极、电极糊等产品的优质原料,在工艺中用作炼钢用增碳剂。添加石墨材料能减少原料消耗,降低生产能耗等,而当今国际市场上,石墨材料的产能非常有限,价格很高。因此,有必要对石墨化焦的生产设备及工艺技术进行长期的研究和改进。由于间歇式石墨化炉的热效率很低,部分热量用于炉体蓄热,散热等等,且冷却时间也很长。这就使得生产成本偏高,不仅造成了能源的极大浪费,而且产量低,质量不稳定,难以满足市场对高质量石墨的需要。要改变这种状况,实现石墨化焦的连续式生产,是解决上述问题的途径之一。解决此问题关键主要有以下三点：1、连续进出料方式；2、炉体结构与生产工艺相匹配原则；3、冷却系统高温的可行性及安全性。通过对现有石墨化生产技术所存在问题的分析,本课题掌握并解决了连续式石墨化技术的关键问题,成功研制了小型实验炉和中型连续式石墨化炉,并且实现了石墨化焦的稳定连续生产。本文首先介绍了传统的艾奇逊石墨化炉、内热串接石墨化炉以及电煅烧炉,并对各炉型的优缺点进行分析比较,进而分析得到连续式石墨化炉的优点。文中还介绍了中型连续式石墨化炉的基本结构,分析在工业实验中收集的所有电参数,如：电流、电压与功率因数的关系。总结实验中出现的问题,并提出相应的解决方法。论文重点是利用ANSYS软件对炉内进行电场模拟,分析了数值模拟结果,得到电炉内部的电流密度、磁感应强度等分布图。依此对电炉的结构改进提出相应的措施。最后,总结前文提出的问题并结合数值模拟的结果,对将要建造的大型石墨化炉的主要结构提出合理的改进和优化建议。
蔡洵[10]（2014）在《人造石墨废料用作LIB负极材料的高温处理工艺研究及LWG技术的应用》文中研究表明以原料来源和初始石墨化度不同的人造石墨废料为研究对象，分别进行不同温度下的石墨化处理，考察了二次石墨化过程中石墨微晶的结构演变规律，探讨了人造石墨的微观结构与充放电性能之间的关系和石墨化过程中热处理温度、保温时间和真空制度等工艺条件对试样微观结构和真密度的影响。在此基础上，对比分析了艾奇逊石墨化炉和串接石墨化炉的工作原理和结构特点，提出了将串接石墨化技术应用于锂离子电池负极材料用人造石墨粉体高温石墨化处理的设想。采用工业化串接石墨化装备，对经过整形、分级和炭包覆的人造石墨粉料进行二次石墨化处理，考察了装填粉料的石墨坩埚的材质、料腔尺寸及分布、石墨化生产工艺条件等对产品性能的影响，并探讨了设置负压输送系统，在降低产品损耗，避免二次污染方面的作用。研究工作及取得的主要研究结果如下：对初始石墨化度较低的两种人造石墨废料PCG（骨料为石油焦，石墨化度75.93%）和NCG（骨料为针状焦，石墨化度83.14%），在2400℃到3000℃的范围内进行二次石墨化处理，考察了热处理过程中石墨微晶的结构演变规律，探讨了其微观结构参数与充放电性能之间的内在联系。结果表明，人造石墨废料在二次石墨化过程中具有相似的结构演变行为，随热处理温度提高，石墨化度G和微晶尺寸Lc、La和V增大，d002减小，且石墨微晶沿平行层面方向的生长速率高于沿垂直层面方向的生长速率。人造石墨废料微晶尺寸Lc、La和V增大的速率与其初始石墨化度有一定关系，初始石墨化度较低的人造石墨废料微晶尺寸Lc、La和V增大的速率高于初始石墨化度较高的人造石墨废料。骨料石墨化的难易程度对人造石墨废料的结构参数和电化学性能有较大影响。骨料相同的人造石墨废料试样的放电容量与其结构参数具有良好的线性关系，但将骨料不同的人造石墨废料试样的放电容量与其结构参数结合在一起进行数据拟合时，线性相关系数有所降低。提高二次石墨化时的热处理温度可以提高人造石墨废料的石墨化度和用作锂离子电池负极材料时的放电容量。以初始石墨化度高达92.79%和88.72%的两种人造石墨废料CGM和HAG为原料，在2400℃到3000℃的范围内进行二次石墨化处理，考察了热处理温度、保温时间和真空制度等石墨化工艺条件对人造石墨试样微观结构和真密度的影响，探讨了结构发育完善的石墨试样的大电流充放电性能。结果表明，初始石墨化度较高的人造石墨废料经二次石墨化处理后石墨化度仍有所提高。提高热处理温度、延长保温时间和在真空下热处理均可改善人造石墨废料试样内石墨微晶的发育程度、促进碳六元环平面的排列更加规整。经3000℃二次石墨化处理的试样中，CGM-3000-0试样的真密度达到2.226g/cm3，石墨化度增加了1.40%，达到了94.19%，与理想石墨比较接近。而HAG-3000-0试样的石墨化度从88.72%增至90.00%，真密度为2.178g/cm3。石墨化度较高的CGM和HAG试样的充放电容量与其石墨化度之间的关系仍遵守所提出的线性回归方程，实测容量值与根据方程估测值差别很小。其中，CGM-3000-0试样具有优异的充放电性能，电流密度为15mA/g和350mA/g时的放电容量高达344.2mAh/g和273.2mAh/g，具有良好的大电流充放电性能。采用工业化串接石墨化装备，对经过整形、分级和炭包覆的人造石墨粉料进行二次石墨化处理，考察了装填粉料的石墨坩埚的材质、料腔尺寸及分布、石墨化工艺参数等对产品性能的影响，探讨了串接石墨化装备用作锂离子电池石墨负极材料石墨化处理的可行性。结果表明，串接石墨化技术可以应用于人造石墨粉体的高温热处理。串接石墨化炉炉温分布比较均匀，选用适当的坩埚结构、装炉工艺和送电方案可以得到理想的产品。前期升温速度对产品性能的影响不大，但延长大功率持续时间可以有效地改善产品的性能和一致性。圆柱形多孔坩埚可以有效的加热粉体，比单孔坩埚拥有更好的温度分布和产品一致性。当孔径过大时，坩埚芯部产品性能的下降十分明显，即使延长大功率持续时间也难以彻底消除。设置负压输送系统可以高效率地进行粉体转运，并减少产品的二次污染。
二、连续石墨化炉工艺试验小结（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、连续石墨化炉工艺试验小结（论文提纲范文）
（1）煤的石墨化过程及煤系矿物变迁规律研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 石墨资源概述 |
| 1.3 碳质材料的石墨化 |
| 1.4 煤基石墨的研究进展及应用 |
| 1.5 煤大分子模型及热处理对其结构的影响 |
| 1.6 煤系矿物的高温转化 |
| 1.7 高温下煤中有机质碳与无机矿物的协同作用 |
| 1.8 研究内容及技术路线 |
| 2 试验物料及方法 |
| 2.1 试验原料及试剂 |
| 2.2 试验仪器 |
| 2.3 样品的制备与表征 |
| 2.4 石墨化度的计算 |
| 2.5 吸附与脱附试验 |
| 3 无烟煤石墨化过程研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 无烟煤石墨化条件的优化 |
| 3.3 无烟煤石墨化过程中不同碳的微观结构变化 |
| 3.4 无烟煤石墨化过程中的动力学与热力学 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 无烟煤石墨化过程中煤系矿物的变迁 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 太西无烟煤的矿物质组成及赋存形态 |
| 4.3 矿物质在石墨化过程中的变迁规律 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 不同变质程度煤的石墨化过程研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 煤基石墨材料的微观结构表征 |
| 5.3 煤基石墨材料的电阻率及孔隙参数表征 |
| 5.4 各级煤中灰分对石墨化进程的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 褐煤基石墨化产品的制备、表征及应用初探索 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 多级孔结构石墨的制备及表征 |
| 6.3 多级孔结构石墨在染料污水处理中的应用 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（2）M40J石墨化炉制造质量管理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究目的和意义 |
| 1.2.1 研究的目的 |
| 1.2.2 研究的意义 |
| 1.3 国内外研究现状及评述 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.3.3 国内外研究评述 |
| 1.4 研究的主要内容和方法及技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 研究方法 |
| 1.4.3 论文结构 |
| 第2章 M40J石墨化炉制造质量管理问题分析 |
| 2.1 项目概况 |
| 2.2 高温碳化炉制造质量管理存在的问题 |
| 2.2.1 高温碳化炉制造存在的质量问题 |
| 2.2.2 高温碳化炉制造存在的质量管理问题 |
| 2.3 M40J石墨化炉制造质量管理存在问题成因分析 |
| 2.3.1 影响制造质量的因素分析 |
| 2.3.2 材料管控方面 |
| 2.3.3 设备设计方面 |
| 2.3.4 设备加工方面 |
| 2.3.5 测量设备方面 |
| 2.3.6 人员管理方面 |
| 2.3.7 生产环境方面 |
| 2.3.8 制造质量影响因素重要性分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 M40J石墨化炉制造质量管理原则及改进方案 |
| 3.1 M40J石墨化炉制造的质量管理原则 |
| 3.2 石墨化炉制造质量管理改进方案 |
| 3.2.1 项目组的建立及分工 |
| 3.2.2 M40J石墨化炉制造质量管理的监督体系 |
| 3.2.3 M40J石墨化炉制造质量管理实施过程控制 |
| 3.2.4 M40J石墨化炉制造质量管理重要影响因素控制 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 项目质量管理方案保障措施及实施效果评价 |
| 4.1 M40J石墨化炉制造质量管理方案保障措施 |
| 4.1.1 工艺设计优化提升 |
| 4.1.2 提高设备自动化程度 |
| 4.1.3 加强过程控制能力 |
| 4.1.4 加强人员培养和管理 |
| 4.2 M40J石墨化炉制造项目质量管理效果评价 |
| 4.2.1 衡量指标选取 |
| 4.2.2 M40J石墨纤维力学性能波动率评价 |
| 4.2.3 M40J石墨纤维产品合格率评价 |
| 4.2.4 石墨化炉设备性能评价 |
| 4.2.5 M40J石墨化炉制造工序合格率评价 |
| 4.2.6 质量管理效果评价分析总结 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（3）高导热中间相沥青碳纤维的制备及结构调控（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 沥青碳纤维国内外发展概况 |
| 1.2.1 国外发展概况 |
| 1.2.2 国内发展概况 |
| 1.3 高性能中间相沥青碳纤维的制备 |
| 1.3.1 中间相沥青的调制 |
| 1.3.2 熔融纺丝 |
| 1.3.3 高性能中间相沥青碳纤维的连续化制备 |
| 1.4 沥青碳纤维的导热机理及导热性能测试 |
| 1.4.1 沥青碳纤维的导热机理 |
| 1.4.2 沥青碳纤维导热性能测试 |
| 1.5 选题背景及研究内容 |
| 1.5.1 选题背景 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第2章 实验 |
| 2.1 原料及试剂 |
| 2.2 主要仪器及设备 |
| 2.3 中间相沥青碳纤维的制备 |
| 2.3.1 中间相沥青纤维的纺丝工艺 |
| 2.3.2 中间相沥青纤维的预氧化及碳化处理工艺 |
| 2.3.3 纤维的石墨化处理工艺 |
| 2.4 分析测试 |
| 2.4.1 软化点的测定 |
| 2.4.2 结焦值的测定 |
| 2.4.3 灰分的测定 |
| 2.4.4 族组分的测定 |
| 2.4.5 偏光显微结构分析 |
| 2.4.6 元素分析 |
| 2.4.7 热重分析 |
| 2.4.8 流变性能分析 |
| 2.4.9 场发射扫描电子显微镜(SEM)分析 |
| 2.4.10 高分辨率透射电子显微镜(TEM)分析 |
| 2.4.11 X射线衍射(XRD)分析 |
| 2.4.12 拉曼光谱(Raman)分析 |
| 2.4.13 碳纤维线密度的测试 |
| 2.4.14 碳纤维密度的测试 |
| 2.4.15 碳纤维单丝拉伸性能测试 |
| 2.4.16 碳纤维复丝拉伸性能测试 |
| 2.4.17 碳纤维单丝热导率的测试 |
| 第3章 中间相沥青的流变性能及熔融纺丝特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 中间相沥青的基本性质 |
| 3.3 中间相沥青的偏光显微织构 |
| 3.4 中间相沥青的热稳定性 |
| 3.5 中间相沥青的流变性能 |
| 3.5.1 振荡测试 |
| 3.5.2 旋转测试 |
| 3.6 纺丝温度对石墨纤维截面结构的影响 |
| 3.7 喷丝板长径比对石墨纤维截面结构和性能的影响 |
| 3.7.1 喷丝板长径比对石墨纤维截面结构的影响 |
| 3.7.2 喷丝板长径比对石墨纤维力学性能的影响 |
| 3.7.3 喷丝板长径比对石墨纤维导热性能的影响 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 中间相沥青脱挥及碳纤维微观结构调控 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 未抽真空时不同填充率对沥青性能影响 |
| 4.2.1 双螺杆挤出机工艺参数的设定 |
| 4.2.2 填充率对沥青软化点的影响 |
| 4.2.3 填充率对沥青粘度的影响 |
| 4.2.4 填充率对沥青热稳定性的影响 |
| 4.2.5 填充率对沥青微观织构的影响 |
| 4.3 同一填充率下真空度对沥青性能影响 |
| 4.3.1 真空度对沥青软化点的影响 |
| 4.3.2 真空度对沥青粘度的影响 |
| 4.3.3 真空度对沥青热稳定性的影响 |
| 4.3.4 真空度对沥青微观织构的影响 |
| 4.4 1000孔连续熔融纺丝实验 |
| 4.5 中间相沥青碳纤维微观结构的调控及其形成机制 |
| 4.6 两种不同结构碳纤维随热处理温度的演变规律 |
| 4.6.1 碳纤维微观结构随热处理温度的演变规律 |
| 4.6.2 石墨纤维XRD分析 |
| 4.6.3 碳纤维力学性能及导热性能随热处理温度的演变规律 |
| 4.6.4 石墨纤维TEM分析 |
| 4.6.5 石墨纤维抗氧化性能分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 石墨化处理温度对中间相沥青碳纤维结构和性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 石墨化处理温度对纤维微观结构的影响 |
| 5.2.1 碳纤维的XRD分析 |
| 5.2.2 碳纤维的Raman分析 |
| 5.2.3 碳纤维的SEM分析 |
| 5.2.4 碳纤维的TEM分析 |
| 5.3 石墨化处理温度对碳纤维导热性能和力学性能的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 高导热中间相沥青碳纤维微观结构和导热性能 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 高导热中间相沥青碳纤维导热性能研究 |
| 6.3 高导热中间相沥青碳纤维微观结构研究 |
| 6.3.1 高导热中间相沥青碳纤维的SEM分析 |
| 6.3.2 高导热中间相沥青碳纤维的偏光显微结构分析 |
| 6.3.3 高导热中间相沥青碳纤维的XRD分析 |
| 6.3.4 高导热中间相沥青碳纤维的Raman分析 |
| 6.3.5 高导热中间相沥青碳纤维的TEM分析 |
| 6.4 高温石墨化处理后纤维结构和性能的变化 |
| 6.4.1 石墨化后纤维的SEM分析 |
| 6.4.2 石墨化后纤维的热导率 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文和申请的专利 |
| 致谢 |
（4）激光辐照PAN基碳纤维石墨化均匀性的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 碳纤维与石墨纤维 |
| 1.2.1 碳纤维与石墨纤维的国内外发展现状 |
| 1.2.2 制备PAN基碳纤维的工艺过程 |
| 1.2.3 碳纤维石墨化的设备及方法 |
| 1.2.3.1 高温石墨化炉制备碳纤维 |
| 1.2.3.2 微波法制备碳纤维 |
| 1.2.3.3 激光法制备碳纤维 |
| 1.3 激光与碳纤维材料相互作用的研究进展 |
| 1.3.1 激光辐照加热的特点 |
| 1.3.2 碳材料对激光的吸收机理 |
| 1.3.3 激光在碳材料制备中的应用 |
| 1.3.4 激光作用于碳纤维复合材料的研究与模拟 |
| 1.4 研究内容 |
| 第二章 激光辐照碳纤维石墨化的实验研究与模型建立 |
| 2.1 激光辐照碳纤维石墨化的实验研究 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 实验设备和仪器 |
| 2.1.2.1 索氏提取器 |
| 2.1.2.2 石墨化炉 |
| 2.1.3 实验样品制备 |
| 2.1.4 实验结果与讨论 |
| 2.1.4.1 Raman光谱测试结果 |
| 2.2 激光辐照碳纤维模型的建立 |
| 2.2.1 碳纤维物理模型的建立 |
| 2.2.2 激光热源模型探究 |
| 2.2.3 碳纤维高斯移动热源模型的建立 |
| 2.3 碳纤维的结构性能参数 |
| 2.3.1 碳纤维的结构和各向异性 |
| 2.3.1.1 纤维材料主方向确定 |
| 2.3.1.2 激光能量密度分布 |
| 2.3.2 碳纤维材料性能参数 |
| 2.3.3 环境约束条件 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 激光辐照碳纤维数值模拟与温度均匀性研究 |
| 3.1 单侧激光辐照加热碳纤维数值模拟 |
| 3.1.1 激光功率对数值模拟的影响 |
| 3.1.1.1 碳纤维表面极值温度变化特点 |
| 3.1.1.2 碳纤维横截面温度分布特点 |
| 3.1.2 光斑直径对碳纤维温度分布的影响 |
| 3.1.3 走丝速度对温度均匀性的影响 |
| 3.1.3.1 不同走丝速度下碳纤维表面温度变化 |
| 3.1.3.2 不同走丝速度下碳纤维横截面温度分布 |
| 3.2 激光辐照碳纤维截面的均匀性评价 |
| 3.2.1 激光功率对纤维温度均匀性的影响 |
| 3.2.2 光斑直径对纤维温度均匀性的影响 |
| 3.2.3 走丝速度对纤维温度均匀性的影响 |
| 3.3 多束激光辐照碳纤维数值模拟与温度均匀性研究 |
| 3.3.1 双侧激光辐照碳纤维的数值模拟研究 |
| 3.3.1.1 激光参数对碳纤维温度分布的影响 |
| 3.3.2 碳纤维截面的温度均匀性分析 |
| 3.4 三侧激光辐照碳纤维的数值模拟研究 |
| 3.4.1 激光参数对碳纤维温度分布的影响 |
| 3.4.2 碳纤维截面的温度均匀性分析 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 激光辐照碳纤维石墨化力学性能的研究 |
| 4.1 激光辐照碳纤维热性能模型的建立 |
| 4.1.1 碳纤维的热膨胀系数 |
| 4.1.2 激光辐照碳纤维力学性能模型的建立 |
| 4.2 激光作用于碳纤维力学性能的数值模拟 |
| 4.2.1 单侧激光对碳纤维力学性能的影响 |
| 4.2.2 三侧激光对碳纤维力学性能的影响 |
| 4.3 小结 |
| 第五章 总结和展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及科研成果 |
| 作者和导师介绍 |
| 附件 |
（5）气化细渣中残碳催化石墨化研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 文献综述 |
| 1.2 研究目的与研究内容 |
| 2 实验部分及气化细渣特性研究 |
| 2.1 主要原料及试剂 |
| 2.2 主要的仪器设备 |
| 2.3 实验样品的制备 |
| 2.4 石墨化处理 |
| 2.5 分析与表征 |
| 2.6 气化细渣的特性 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 高温石墨化研究 |
| 3.1 灰分对高温石墨化的影响 |
| 3.2 粒径对高温石墨化的影响 |
| 3.3 温度对高温石墨化的影响 |
| 3.4 电阻率 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 催化石墨化研究 |
| 4.1 硼酸对催化石墨化的影响 |
| 4.2 FeCl_3 对催化石墨化的影响 |
| 4.3 硼酸、三氯化铁催化石墨化能力对比 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（6）连续式石墨化炉动态电热耦合的数值模拟与优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 石墨化过程的影响因素 |
| 1.2.2 石墨化炉的炉型研究现状 |
| 1.2.3 电热多物理耦合场的研究现状 |
| 1.2.4 颗粒流动的数学模型 |
| 1.3 连续式石墨化炉的新炉型 |
| 1.4 本文的主要工作及意义 |
| 第2章 炉体结构参数的确定 |
| 2.1 理论热能单耗的计算 |
| 2.2 炉衬组合的优化模拟 |
| 2.2.1 石墨化炉炉体散热分析 |
| 2.2.2 换热系数VC++的编程计算 |
| 2.2.3 计算程序界面的应用 |
| 2.3 炉型尺寸的确定 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 计算模型的建立及模型验证 |
| 3.1 模拟方法的选取 |
| 3.2 石墨化段动态电热耦合模型 |
| 3.2.1 模型简化 |
| 3.2.2 计算区域的离散 |
| 3.2.3 材料属性 |
| 3.2.4 定解条件 |
| 3.3 控制方程 |
| 3.3.1 自定义标量方程 |
| 3.3.2 能量守恒方程 |
| 3.3.3 质量守恒方程 |
| 3.3.4 动量守恒方程 |
| 3.4 颗粒流粘度系数的确定 |
| 3.4.1 实验设备和方法 |
| 3.4.2 实验结果与分析 |
| 3.4.3 二维模型中颗粒运动的模拟 |
| 3.5 计算模型验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 动态电热耦合场的模拟与影响因素分析 |
| 4.1 数值解的独立性分析 |
| 4.1.1 网格密度对计算结果的影响 |
| 4.1.2 时间步长对计算结果的影响 |
| 4.1.3 离散格式对计算结果的影响 |
| 4.2 电场模拟结果 |
| 4.2.1 电势场 |
| 4.2.2 电场强度 |
| 4.2.3 电流分布 |
| 4.3 温度场模拟结果 |
| 4.3.1 模型温度场总图 |
| 4.3.2 炉衬温度 |
| 4.3.3 炉内温升曲线 |
| 4.4 速度场模拟结果 |
| 4.5 电热耦合场的影响因素分析 |
| 4.5.1 电压大小对电热耦合场的影响 |
| 4.5.2 排料速率对电热耦合场的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 5.3 创新点 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表成果 |
（7）连续式石墨化电炉设计及炉内温度场研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的意义 |
| 1.1.1 电极糊 |
| 1.1.2 增碳剂 |
| 1.1.3 预焙阳极 |
| 1.1.4 铝电解槽用阴极炭块 |
| 1.2 石墨化原理 |
| 1.2.1 石墨化过程 |
| 1.2.2 石墨化的目的 |
| 1.2.3 石墨化炉电热规律 |
| 1.3 目前国内外石墨化技术 |
| 1.3.1 艾奇逊石墨化炉 |
| 1.3.2 内热串接石墨化炉 |
| 1.3.3 电煅烧炉 |
| 1.4 本论文的主要研究内容 |
| 第2章 ：连续式石墨化技术 |
| 2.1 设计思想 |
| 2.2 矿热电炉 |
| 2.2.1 矿热电炉的构造 |
| 2.2.2 电热转换过程与工作电阻 |
| 2.3 技术内容和技术路线 |
| 2.3.1 现有问题 |
| 2.3.2 技术内容 |
| 2.3.3 技术路线 |
| 2.4 工艺过程 |
| 2.5 连续式石墨化电炉设计 |
| 第3章 炉内温度场的模拟 |
| 3.1 模拟的目的和作用 |
| 3.2 FLUENT软件介绍 |
| 3.2.1 FLUENT软件的结构 |
| 3.2.2 FLUENT软件的特点 |
| 3.3 连续式石墨化电炉的模拟过程 |
| 3.3.1 模型的建立 |
| 3.3.2 模拟中的假设 |
| 3.3.3 模拟过程中应用的方程 |
| 3.3.4 边界条件 |
| 3.3.5 材料的物性参数 |
| 3.4 模拟结果及分析 |
| 3.5 几种模型模拟结果的对比 |
| 3.5.1 炉膛中心温度研究 |
| 3.5.2 内壁温度研究 |
| 3.5.3 电极外接圆温度研究 |
| 3.6 小结 |
| 第4章 实验 |
| 4.1 实验目的 |
| 4.2 实验方案及设备 |
| 4.3 实验过程及结果分析 |
| 4.3.1 实验过程简介 |
| 4.3.2 实验结果及分析 |
| 4.4 实验结果和模拟结果的比较 |
| 4.5 小结 |
| 4.5.1 几点结论 |
| 4.5.2 几点建议 |
| 第5章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（8）高温热处理制备国产PAN基高模量炭纤维的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 炭纤维概述 |
| 1.1.1 炭纤维的应用及分类 |
| 1.1.2 炭纤维的发展及现状 |
| 1.1.3 聚丙烯腈基炭纤维制备工艺 |
| 1.2 炭纤维的结构及其力学性能 |
| 1.2.1 炭纤维结构 |
| 1.2.2 炭纤维的力学性能 |
| 1.3 炭纤维的石墨化研究 |
| 1.3.1 炭纤维的石墨化 |
| 1.3.2 石墨化度的表征方法 |
| 1.4 选题意义及研究内容 |
| 第二章 实验与检测分析 |
| 2.1 原材料及主要试剂 |
| 2.2 实验方案 |
| 2.2.1 聚丙烯腈原丝预氧化与炭化过程 |
| 2.2.2 高温热处理过程 |
| 2.3 表征方法 |
| 2.3.1 力学性能测试 |
| 2.3.2 聚丙烯腈原丝热分析 |
| 2.3.3 线密度及体密度的测试 |
| 2.3.4 预氧丝红外光谱分析 |
| 2.3.5 X射线衍射分析 |
| 2.3.6 X射线光电子能谱分析 |
| 2.3.7 Raman光谱分析 |
| 2.3.8 元素分析 |
| 2.3.9 扫描电子显微镜分析 |
| 第三章 国产PAN原丝的预氧化研究 |
| 3.1 聚丙烯腈原丝热分析 |
| 3.2 不同预氧化阶段纤维的颜色和密度的变化 |
| 3.3 不同预氧化阶段纤维的FTIR分析 |
| 3.4 不同预氧化阶段纤维的XRD分析 |
| 3.5 不同预氧化阶段纤维的元素分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 高温热处理对国产PAN基炭纤维性能的影响 |
| 4.1 热处理温度对PAN基炭纤维力学性能的影响 |
| 4.2 热处理温度对PAN基炭纤维结构的影响 |
| 4.2.1 炭纤维的表面与断口形貌 |
| 4.2.2 炭纤维的石墨微晶结构 |
| 4.2.3 炭纤维的密度与元素含量 |
| 4.2.4 炭纤维表面的拉曼光谱 |
| 4.3 PAN基炭纤维力学性能与结构的关系 |
| 4.3.1 拉伸强度与结构的关系 |
| 4.3.2 拉伸模量与结构的关系 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 高温热处理对浸硼酸国产PAN基炭纤维性能的影响 |
| 5.1 高温热处理对浸硼酸PAN基炭纤维力学性能的影响 |
| 5.1.1 高温热处理对浸硼酸炭纤维拉伸强度的影响 |
| 5.1.2 高温热处理对浸硼酸炭纤维的拉伸模量的影响 |
| 5.2 高温热处理对浸硼酸PAN基炭纤维结构的影响 |
| 5.2.1 浸硼酸处理的炭纤维的表面及断口形貌 |
| 5.2.2 XRD分析 |
| 5.2.3 浸硼酸处理对炭纤维密度的影响 |
| 5.2.4 拉曼光谱分析 |
| 5.2.5 XPS分析 |
| 5.3 硼对PAN基炭纤维促进石墨化作用机理的探讨 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
（9）连续式石墨化炉工业实验与电磁场研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.1.1 艾奇逊石墨化炉 |
| 1.1.2 内热式串接石墨化炉 |
| 1.1.3 电煅烧炉 |
| 1.1.4 石墨材料用途 |
| 1.2 连续式石墨化技术的意义 |
| 1.3 本课题研究的主要内容 |
| 第2章 石墨化原理及电炉特性分析 |
| 2.1 石墨化目的及过程 |
| 2.1.1 石墨化目的 |
| 2.1.2 石墨化过程 |
| 2.2 电炉电特性分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 中型连续式石墨化炉结构及工业实验 |
| 3.1 中型电炉基本结构 |
| 3.2 中型电炉工业实验 |
| 3.2.1 实验目的 |
| 3.2.2 实验步骤 |
| 3.2.3 温度测定方案 |
| 3.2.4 电参数测定方案 |
| 3.3 实验数据分析 |
| 3.3.1 电流数据分析 |
| 3.3.2 电压数据分析 |
| 3.3.3 功率因数分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 电炉电磁场数值模拟与计算分析 |
| 4.1 电磁场理论基础及数值计算方法 |
| 4.1.1 电磁场基本理论 |
| 4.1.2 电磁场数值计算基础 |
| 4.2 有限元及ANSYS简析 |
| 4.2.1 有限元分析的基本概念 |
| 4.2.2 ANSYS功能简介 |
| 4.2.3 ANSYS电磁场计算过程 |
| 4.3 电炉电磁场模拟研究 |
| 4.3.1 数学模型建立 |
| 4.3.2 结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 大型连续式石墨化炉研制 |
| 5.1 大型电炉的结构参数分析 |
| 5.2 炉用设备及材料改进 |
| 5.3 电炉部分结构调整 |
| 5.4 冷却系统的结构改进 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（10）人造石墨废料用作LIB负极材料的高温处理工艺研究及LWG技术的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 锂离子电池概述 |
| 1.2 石墨负极材料研究与产业化发展概况 |
| 1.2.1 石墨用作锂离子电池负极活性物质的理论基础 |
| 1.2.2 石墨负极材料的分类及特点 |
| 1.2.3 石墨负极材料的研究现状 |
| 1.2.4 人造石墨负极材料的二次石墨化处理 |
| 1.3 串接石墨化工艺与设备概述 |
| 1.3.1 串接石墨化的定义 |
| 1.3.2 串接石墨化系统的构成 |
| 1.3.3 串接石墨化的技术特点 |
| 1.3.4 串接石墨化的生产模式 |
| 1.4 选题依据与研究内容 |
| 1.4.1 选题依据 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第2章 实验方法 |
| 2.1 实验用仪器设备 |
| 2.2 锂离子电池装配用材料 |
| 2.3 试样的制备 |
| 2.3.1 原料来源与预处理 |
| 2.3.2 原料缩分与取样 |
| 2.3.3 样品石墨化处理 |
| 2.3.4 测试用试样的制备 |
| 2.4 试样的结构分析 |
| 2.4.1 晶体结构分析 |
| 2.4.2 显微结构分析 |
| 2.5 试样的性能测定 |
| 2.5.1 真密度的测定 |
| 2.5.2 粉末导电率的测定 |
| 2.5.3 比表面积测定 |
| 2.5.4 恒电流充、放电实验 |
| 第3章 石墨化过程中石墨微晶的结构演变规律及其与充放电性能之间的关系.22 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 石墨化过程中PCG试样的结构演变规律 |
| 3.2.1 PCG试样的结构和形貌 |
| 3.2.2 石墨化过程中PCG试样的结构参数 |
| 3.2.3 石墨化过程中PCG试样的结构演变规律 |
| 3.3 石墨化处理PCG试样的充放电性能与其微观结构的关系 |
| 3.3.1 石墨化处理PCG试样的充放电性能 |
| 3.3.2 石墨化处理PCG试样的充放电性能与其结构的关系 |
| 3.4 石墨化过程中NCG试样的结构演变规律 |
| 3.4.1 NCG试样的结构和形貌 |
| 3.4.2 石墨化过程中NCG试样的结构参数 |
| 3.4.3 石墨化过程中NCG试样的结构演变规律 |
| 3.5 石墨化处理NCG试样的充放电性能与其微观结构的关系 |
| 3.5.1 石墨化处理NCG试样的充放电性能 |
| 3.5.2 石墨化处理NCG试样的充放电性能与其结构的关系 |
| 3.6 人造石墨材料的结构与其充放电容量的关系 |
| 3.7 小结 |
| 第4章 石墨化工艺条件对人造石墨微观结构和电化学性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 石墨化工艺条件对CGM试样结构参数和真密度的影响 |
| 4.2.1 石墨化工艺条件对CGM试样结构参数的影响 |
| 4.2.2 石墨化工艺条件对CGM试样真密度的影响 |
| 4.3 石墨化工艺条件对HAG试样结构参数和真密度的影响 |
| 4.3.1 石墨化工艺条件对HAG试样结构参数的影响 |
| 4.3.2 石墨化工艺条件对HAG试样真密度的影响 |
| 4.4 CGM和HAG试样的充放电性能 |
| 4.4.1 试样石墨化度的提高空间 |
| 4.4.2 CGM和HAG试样的石墨化度与其充放电性能的关系 |
| 4.4.3 CGM-3000-0 和HAG-3000-0 试样的大电流充放电性能 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 串接石墨化技术在人造石墨负极粉体高温处理上的应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 人造石墨粉体的高温处理 |
| 5.2.1 负极粉体高温处理需要解决的几个主要问题 |
| 5.2.2 负极粉体高温处理方式 |
| 5.3 串接石墨化模式的引入 |
| 5.3.1 传统串接石墨化生产工艺 |
| 5.3.2 坩埚的设计 |
| 5.3.3 电气参数设计 |
| 5.4 实验方案 |
| 5.4.1 石墨化炉系统 |
| 5.4.2 装炉方案 |
| 5.4.3 实验方案 |
| 5.5 实验结果与分析 |
| 5.5.1 炉内温度分布情况 |
| 5.5.2 大功率保持时间对产品和坩埚循环寿命的影响 |
| 5.5.3 坩埚结构对热处理效果的影响 |
| 5.6 辅助车间设计 |
| 5.7 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
四、连续石墨化炉工艺试验小结（论文参考文献）
- [1]煤的石墨化过程及煤系矿物变迁规律研究[D]. 邱钿. 中国矿业大学, 2019(04)
- [2]M40J石墨化炉制造质量管理研究[D]. 王文义. 哈尔滨工业大学, 2018(02)
- [3]高导热中间相沥青碳纤维的制备及结构调控[D]. 叶崇. 湖南大学, 2019(01)
- [4]激光辐照PAN基碳纤维石墨化均匀性的研究[D]. 黄灿. 北京化工大学, 2020(02)
- [5]气化细渣中残碳催化石墨化研究[D]. 刘坤基. 中国矿业大学, 2019(01)
- [6]连续式石墨化炉动态电热耦合的数值模拟与优化研究[D]. 王宁. 东北大学, 2017(06)
- [7]连续式石墨化电炉设计及炉内温度场研究[D]. 杜俊昭. 东北大学, 2010(03)
- [8]高温热处理制备国产PAN基高模量炭纤维的研究[D]. 杨波. 中南大学, 2011(01)
- [9]连续式石墨化炉工业实验与电磁场研究[D]. 毕延林. 东北大学, 2010(04)
- [10]人造石墨废料用作LIB负极材料的高温处理工艺研究及LWG技术的应用[D]. 蔡洵. 湖南大学, 2014(08)