石墨化爐在針狀焦材料發展中有不可缺少的作用　　石墨化爐熱處理過的針狀焦作為一種新型炭材料，因其易于石墨化、電導率高、價格低廉、灰分低等優異特性，逐漸成為一種優質的鋰離子電池負極材料wu,且已占據日本近60%的市場.近期，國內在針狀焦的生產技術上取得了較大突破，實現了規模生產，但其用作鋰離子電池負極材料的研究較少.　　一般軟炭(如瀝青焦、石油焦等)經過2500?3000℃的石墨化爐熱處理后，會轉化為石墨結構，但該過程極其復雜，既涉及石墨微晶在徑/軸向的有序排列、晶界的消失、晶體界面處C-C六圓環的形成、晶體的生長，還涉及石墨層邊界處不飽和碳原子的催化反應、碳原子或氣體分子的熱震動、石墨微晶的各向異性特性、石墨層層間的范德華力等微觀熱力學或動力學行為.目前，熱處理溫度與材料石墨微晶參數之間的內在關系巳得到系統研究，而石墨化機理的基礎研究較少.本工作以煤系針狀焦為原料，在分析熱處理溫度對針狀焦微結構的影響規律的基礎上，深入研究了針狀焦的石墨化機理及其用作鋰離子電池負極材料的電極性能和儲鋰機制.　　將煤系針狀焦機械粉碎后，用。45岬篩網進行篩分，置入炭化爐，先以5°C/min的升溫速率分別升溫至700P、1000°C,1500°C,并標記為NC700、NC1000、NC1500;格樣品置于高溫石墨化爐，先以15-C/min的升溫速率升至1500℃,再以7°C/min的升溫速率升至2250℃、2800℃并恒溫30tnin,降至室溫后得到石墨化樣品，相應標記為NC2250、NC2800。　　在1500-2250℃的高溫石墨化爐石墨化過程中，體系獲得更大的能量，在表面能以及大兀健的作用下，石墨微晶沿軸向發生平行排列；同時，體系中碳原子的熱震動頻率增大,平行于平面網格方向的振幅增大，使得晶體平面上的位錯線和晶界逐漸減少，并放出潛熱。　　隨著石墨化爐石墨化溫度的繼續升高，碳的蒸發率以指數式上升，這時體系中充滿各種碳原子或氣體分子，且石墨微晶在徑向的間距接近分子水平；在石墨層邊緣碳的自催化以及界面能的推動力作用下，各種游離的碳原子與相鄰石墨微晶的邊緣碳發生反應，形成C-C六圓環；在范德華力作用下，石墨層的“褶皺”消失，并趨向平面結構，終形成三維有序的石墨化針狀焦。針狀焦經過2800℃的高溫熱處理后，終逐步轉化成三維有序的石墨結構。

　　真空燒結爐是利用了感應加熱對被加熱物品進行保護性燒結的爐子，可分為工頻、中頻、高頻等類型。是在真空的環境中對被加熱物品進行保護性燒結的爐子，其加熱的方式比較多，如電阻加熱、感應加熱、微波加熱等;好的養護工作決定了爐子的使用壽命， 　　真空燒結爐的真空腔體是由爐體、爐蓋和爐底組成;爐體由304不銹鋼法蘭和內外筒體組焊而成，內壁鏡面拋光，爐體上開設有壓鑄接口、噴鑄接口、旋轉電極接口、甩帶收集管、紅外測溫接口、模具預熱電源電極引入接口;爐蓋由整體實心304加工而成，上面開設有大直徑觀察窗，可直觀的觀測到爐內的各種實驗情況;爐底也是由整體實心304加工而成，固定有甩帶裝置。整體外觀啞光處理，整潔大方。 　　熔煉裝置由超音頻電源、水冷電纜、旋轉電極、線圈、保溫套和坩堝組成，通過更換線圈、保溫套和坩堝實現不同容量。極限溫度可加熱至1700℃。(容量按照50g,200g,500g,1000g來配)，熔煉完成后可通過手動傾倒到模具內。噴鑄裝置由氣缸、石英管、時間繼電器、氣源恒定裝置等組成，可實現小容量溶液的噴帶和噴鑄。(噴鑄配石英管，極限容量50g) 　　壓鑄裝置由特殊加壓裝置、壓架、底座、壓頭和母模等組成，當溶液澆鑄或者噴鑄到母模內，啟動加壓裝置對工件加壓，提高其致密性。真空燒結爐的壓鑄底部壓頭有定位槽，保證上下壓頭同心度;底部壓頭可調節高度;整套壓力架支撐在地上。爐體底部有防漏盤，防止熔液損壞真空腔體。 　　模具預熱系統為防止澆鑄到母模內的溶液冷卻過快，特在母模外部加裝感應線圈預熱，由一臺7.5Kw IGBT超音頻電源、水冷銅接頭和線圈等組成，如果不用預熱，也可取下感應線圈，用悶頭密封。預留有兩路進出水，水流量可通過流量計來控制(專門用于水冷銅模)。抽真空系統由一臺擴散泵、一臺雙極直聯泵、三臺氣動擋板閥、真空管路和真空計等組成，冷態極限真空度優于6.67×10E-3Pa。爐體支架由型材和鋼板拼裝而成，門板全部采用數控加工，尺寸精度高，外表噴塑處理，整體布局合理，顏色搭配美觀。和電控柜采用一體結構。 　　另外，真空燒結爐水冷卻系統是由水冷機、各種閥門和水管等組成，帶有電接點水壓表，具有超壓、欠壓報警功能。