CS231762B1 - Manufacturing process of carbon foam material - Google Patents

Manufacturing process of carbon foam material Download PDF

Info

Publication number
CS231762B1
CS231762B1 CS8281A CS8182A CS231762B1 CS 231762 B1 CS231762 B1 CS 231762B1 CS 8281 A CS8281 A CS 8281A CS 8182 A CS8182 A CS 8182A CS 231762 B1 CS231762 B1 CS 231762B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
max
per hour
carbon
carbon foam
foam material
Prior art date
Application number
CS8281A
Other languages
Czech (cs)
Slovak (sk)
Other versions
CS8182A1 (en
Inventor
Stanislav Sasak
Original Assignee
Stanislav Sasak
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stanislav Sasak filed Critical Stanislav Sasak
Priority to CS8281A priority Critical patent/CS231762B1/en
Publication of CS8182A1 publication Critical patent/CS8182A1/en
Publication of CS231762B1 publication Critical patent/CS231762B1/en

Links

Landscapes

  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Description

; Vynález rieši sposob výroby uhlíkového pěnového materiálu, ktorý može byť použitý ako tepelno-izolačný materiál v inertnom prostředí, alebo vákuu do 3000 °C, ďalej može byť použitý ako nosič katalyzátoru, elektréda a pod. ; The present invention provides a process for the production of a carbon foam material which can be used as a heat insulating material in an inert environment or under vacuum up to 3000 ° C, as a catalyst carrier, electrode, and the like.

Uhlíkový pěnový materiál, ktorého objemová hustota je řádové nižšia ako hustota uhlíku sa doteraz v praxi nevyskytuje. Z literatury sú známe uhlíkové materiály označované ako: „S nízkou objemovou hmotnostou“, ale poměr objemovéj hustoty k hustotě uhlíku je len paťkrát nižší a sposob výroby nie je známy.Carbon foam material whose bulk density is of the order of magnitude lower than the density of carbon has not yet been found in practice. Carbon materials known as "low bulk density" are known in the literature, but the ratio of bulk density to carbon density is only five times lower and the production process is unknown.

1 Tepelno-izolalčného materiálu vo vákuu, alebo inertnej atmosféře do 3000 °C sa používá uhlíkovej plstě, alebo uhlíkovej vaty, ktorá sa vyrába z vlákien, ktoré sú buď z visikózy, alebo polyaminonitrilu, ktoré sa najprv čiastočne o-xiduijú, potom karbonizu!jú a ďalej spracujú na konečný výrobok běžnými spůsobmi. Nevýhodou týchto materiálov je ich náročná technológia výroby. The thermal insulating material in vacuum or an inert atmosphere up to 3000 ° C uses carbon felt or carbon wool, which is made of fibers that are either visicose or polyaminonitrile, which are first partially oxidized, then carbonized ! and further processed into the final product in conventional ways. The disadvantage of these materials is their demanding production technology.

Pre mienej náročné použitie je možné ako izolačného materiálu do 3000 °C použit uhlíkovej drtě, alebo sadzí. Ich výroba je jednoduchá, ale nevýhodou je obmedzené technické použitie a značné znečistenie pracovitého prostredia.For less demanding applications it is possible to use carbon crumb or carbon black as an insulating material up to 3000 ° C. Their production is simple, but the disadvantage is limited technical use and considerable pollution of the working environment.

Spoloičným znakom uvedených tepelnoizolačných materiálov založených na uhlíku je ich nízká mierná hmotnost, ktorá u jednotlivých ďruhov je nasledovná:A common feature of the carbon-based heat insulating materials is their low specific weight, which is as follows:

Sadze 0,29 g/om3 Carbon black 0,29 g / om 3

Uhlíková drť 0,40 g/cm3 Carbon crumb 0,40 g / cm 3

Uhlíková plsť 0,09 g/cm3 Carbon felt 0.09 g / cm 3

Pěnový fenolformaldehydový materiál sa připraví podlá československého patentu číslo 128 582.The foamed phenol-formaldehyde material is prepared according to the Czechoslovak patent No. 128,582.

Zmes 100 hmotnostných dielov fenolformaldehydovej živice s obsahom 13 % metylových skupin, 0,3 hmotnostného dielu povrchovo aktívnej látky, pripravenej adíciou 17 mólov etylénoxidu na jeden mól glyceridu kyseliny ricínoolejovej, 4,4 hmotnostných dielov zmesi alifatických uhlovodíkov destilujúcich v rozmedzí 30 až 100 stupňov Celsia a 6,4 hmotnostného dielu reakčného katalyzátora připravovaného z fenolu a kyseliny sírovej, tak aby prebytok volnej kyseliny sírovej bol najviac 15 %, sa mieša za postupného pridávania jednotlivých komponentov do teploty 39 °C. Potom sa zmes preleje do drevenej formy vyhriatej na teplotu 65 °C, kde sa nechá napěnit a vytvrdiť. Po 24 hodinách vychladnutý blok sa vyberie z formy a po dalších 24 hodinách sa rozřeže na požadované rozměry například 50 x 120 x 170 mm, ktoré sa uložia do železnej nádoby. Medzi jednotlivými blokmi sa ponechajú 20 mm široké medzery, ktoré sa náplni grafitom, alebo práškovým koksom s velkosťou zrna pod 2 mm a vypaluje se na 1000 °C touto křivkou.A mixture of 100 parts by weight of phenol-formaldehyde resin containing 13% methyl groups, 0.3 parts by weight of a surfactant prepared by the addition of 17 moles of ethylene oxide per mole of ricinoleic acid glyceride, 4.4 parts by weight of a mixture of aliphatic hydrocarbons distilling between 30 and 100 degrees Celsius. and 6.4 parts by weight of the reaction catalyst prepared from phenol and sulfuric acid, so that the excess free sulfuric acid is at most 15%, is stirred while gradually adding the individual components to a temperature of 39 ° C. The mixture is then poured into a wooden mold heated to 65 ° C where it is allowed to foam and cure. After 24 hours the cooled block is removed from the mold and after a further 24 hours it is cut to the desired dimensions, for example 50 x 120 x 170 mm, which are placed in an iron container. 20 mm wide gaps are left between the blocks, which are filled with graphite or powdered coke with a grain size below 2 mm and baked to 1000 ° C with this curve.

V rozsahu Within Stúpanie teploty: Temperature rise: od 20 do from 20 to 100 °c 100 ° C max max 50 °C za hodinu 50 ° C per hour od 101 do from 101 to 150 °C 150 [deg.] C max max 3 °C za hodinu 5 ° C per hour od 151 do from 151 to 300 °C 300 [deg.] C max max 4 °C za hodinu 5 ° C per hour od 301 do from 301 to 500 °C 500 ° C max max 8 °C za hodinu 8 ° C od 501 do from 501 to 1000 °C 1000 ° C max max 20 °C za hodinu 20 ° C Takto vyrobený So made uhlíkový carbon pěnový mate- foam-

riál má tieto vlastnosti:Rial has the following characteristics:

Uvedené nedostatky sú znížené použitím uhlíkového pěnového materiálu, vyrobeného podlá tohto vynálezu, ktorého podstatou je: Vypalovanie penovej fenolformaldehy'dovej živice akťivovanej tenzidom, v uhlíkovom zásype o velkosti zrn max 2 mm, postupným riadeným stúpaním teploty.These drawbacks are reduced by the use of the carbon foam material produced according to the present invention, which is based on: The firing of a surfactant-activated foamed phenol-formaldehyde resin in a carbon powder with a grain size of max.

Týmto sposobom výroby sa dosiahne materiálu nasledovných vlastností:In this way, the following material properties are achieved:

Měrná hmotnost 0,07 až 0,03 g/cm3 Specific gravity 0.07 to 0.03 g / cm 3

Peynosť v tlaku 6 až 2 MPaCompressive strength 6 to 2 MPa

Měrný elektr.Měrný elektr.

odpor 500 až 700 mikroohm.mresistance 500 to 700 microohm.m.

Velkost pórov 0,05 až 0,5 mmPore size 0.05 to 0.5 mm

Tepelná vodivost menšia než 0,2 W/m K. Popo-1 max. 3,0 %.Thermal conductivity less than 0.2 W / m K. Popo-1 max. 3.0%.

Měrná hmotnost Pevnost v tlaku Měrný elektr. odporSpecific weight Compressive strength Specific electr. resistance

Velkost pórov PopolPore size Ash

Tepelná vodivostThermal conductivity

0,056 g/cm3 2 MPa0.056 g / cm 3 2 MPa

700 mikroohm. m. 0,05 až 0,3 mm.700 mikroohm. m. 0.05 to 0.3 mm.

2,7 i%2,7 i%

0,11 W/m K0.11 W / m K

Pri dalšom vypálení na teplotu 2500 °C a vyššie nedochádza k podstatnej objernovej zmene. Uhlíkový pěnový materiál sa nabalí do uhlíkovej mufle, alebo do uhlíkového žlabu, zaisype sa koksovým zásypom o velkosti zrn do 2 mm a vypálí sa v achesonových peciach na teplotu 2500 °C touto vypalovanou křivkou:There is no significant volume change when fired at 2500 ° C or higher. The carbon foam shall be wrapped in a carbon muffle or in a carbon tray, covered with a coke filling of a grain size of up to 2 mm and baked in an aggressive oven at 2500 ° C with the following firing curve:

Týmiito vlastnosťami předstihuje doteraz známe tepelnoizolačné materiály pracujúce do 3000 °C. Ďalšou přednostou tohoto vynálezu je plocha povrchu, chemická čistota a jeho vysoká odolnost proti agresívnym neoxidačným látkám.These properties outperform the hitherto known thermal insulation materials operating up to 3000 ° C. Another advantage of the present invention is the surface area, chemical purity and its high resistance to aggressive non-oxidizing agents.

Příklad výroby uhlíkového pěnového materiálu:Example of carbon foam production:

V rozsahu:Within:

do 1000 °C od 1001 do 1500 l0C od 1500 do 2500 !°Cup to 1000 ° C from 1001 to 1500 l0 C from 1500 to 2500 ! ° C

Stúpanie teploty:Temperature rise:

max 500 °C za hodinu max 300 °C za hodinu max 500 °C za hodinumax 500 ° C per hour max 300 ° C per hour max 500 ° C per hour

Uhlíkový pěnový materiál elektrografitovaný má tieto vlastnosti:The electrographitated carbon foam material has the following characteristics:

231782231782

Měrná hmotnost Specific weight 0,058 g/cm3 0.058 g / cm 3 Pevnost v tlaku Compressive strength IMPa Impala Měrný elektr. Měrný elektr. odpor resistance 400 mikroohm. m. 400 microohm. m. Velkost pórov Pore size 0,05 až 0,3 mm 0.05 to 0.3 mm Popol ash 0,3 % 0.3% Uhlíkový pěnový Carbon foam materiál vzhladom na material relative to

svoje nízké sorběné vlastnosti rontgenového žiarenia može byť použitý ako tepelnoizolačný materiál do prostredia ionizačného žiarenia, pre svoj elektrický odpor može byť použitý k výrobě elektrických topných elemehtov, připadne ako elektrodový materiál v elektrochemických článkoch a pod.its low sorbent properties of X-ray radiation can be used as a heat insulating material in an ionizing radiation environment, due to its electrical resistance it can be used for the production of electric heating elements, possibly as an electrode material in electrochemical cells and the like.

Claims (4)

Spňsob výroby uhlíkového pěnového materiálu vypalováním penovej fenolformald&hydovej žiyice aktivovanej tenzidoui vyznačený tým, že živica je vypalovaná v uhlíkovom zásype o velikosti zrn max. 2 mm na teplotu so stúpaním od 20 do 100 °C max. 50 °C za hodinu, od 101 do 150 °C max. 3 °C za hodinu, od 151 do 300 aC max. 4 °C za hodinu,A method of producing carbon foam material by firing a surfactant-activated phenol-formaldehyde ' s resin, characterized in that the resin is fired in a carbon powder with a grain size of max. 2 mm to a temperature of 20 ° C to 100 ° C max. 50 ° C per hour, from 101 to 150 ° C max. 3 ° C per hour, from 151 to 300 and C max. 4 ° C per hour, VYNALEZU od 300 do 500 °C max. 8 °C za hodinu, od 500 do 1000 °C max. 20 °C za hodinu, pričom pri vypalovaní na vyššiu teplotu je uhlíková pěna vypatovaná stúpaním teploty:BETWEEN 300 to 500 ° C max. 8 ° C per hour, from 500 to 1000 ° C max. 20 ° C per hour, when firing to a higher temperature the carbon foam is recovered by increasing the temperature: Oid 20 do 1000 °C max. 500 °C za hodinu, od 1001 do 1500 “C max. 300 '°C za hodinu, od 1501 do 2500 °C max. 500 °C za hodinu.Oid 20 to 1000 ° C max. 500 ° C per hour, from 1001 to 1500 ° C max. 300 ° C per hour, from 1501 to 2500 ° C max. 500 ° C per hour.
CS8281A 1982-01-05 1982-01-05 Manufacturing process of carbon foam material CS231762B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS8281A CS231762B1 (en) 1982-01-05 1982-01-05 Manufacturing process of carbon foam material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS8281A CS231762B1 (en) 1982-01-05 1982-01-05 Manufacturing process of carbon foam material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS8182A1 CS8182A1 (en) 1984-05-14
CS231762B1 true CS231762B1 (en) 1984-12-14

Family

ID=5332324

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS8281A CS231762B1 (en) 1982-01-05 1982-01-05 Manufacturing process of carbon foam material

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS231762B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS8182A1 (en) 1984-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3492197A (en) Novel compressed cohered graphite structures and method of preparing same
US3109712A (en) Bodies and shapes of carbonaceous materials and processes for their production
US4282288A (en) Graphite refractory article having dense structure with low porosity
US6695984B1 (en) Silicon carbide sinter and process for producing the same
US3627551A (en) Forms of graphite
EP2526075B1 (en) Method for production of graphite bodies
US4643956A (en) Coke filled separator plate for electrochemical cells
JPS55109214A (en) Preparing high-density, high-strength carbonaceous material
US3553834A (en) Method of making a heating carpet
EP0486969A2 (en) Method for Producing a Microwave Absorbing Heater
CS231762B1 (en) Manufacturing process of carbon foam material
US3442989A (en) Method of forming carbon-bonded silicon carbide bodies
KR930004242B1 (en) Novel arsenate dopant compounds
JPS6042212A (en) Manufacture of heat resistant impermeable carbonaceous material
RU2057100C1 (en) Charge for production of foam ceramic materials
JPS6120508B2 (en)
CA1335016C (en) Highly densified bodies from polysilanes filled with silicon carbide powders
JPH11339933A (en) Expanded graphite-based sheet heating element and method of manufacturing the same
JP2777903B2 (en) Heat-resistant and corrosion-resistant inorganic material and method for producing the same
JPS5827208B2 (en) Manufacturing method of graphite molded body
JPH0253388B2 (en)
JPS5849483B2 (en) Cathode carbon block manufacturing method for aluminum electrolyzer
JPH0597549A (en) Graphite crucible for metal evaporation
US3260614A (en) Graphitised carbon articles containing rare earths
JPS6036316A (en) Preparation of porous carbon material