[发明专利]石墨复合阴极及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨复合阴极，其特征在于，所述石墨复合阴极主要以石墨粉和/或炭黑粉为基体材料、以碳纤维和/或SiC晶须为掺杂材料、以中温沥青为粘接剂制备而成；

按质量分数计，所述石墨粉和/或炭黑粉为60%～70%，所述碳纤维和/或SiC晶须为1%～15%，所述中温沥青为20%～30%。

2.根据权利要求1所述的石墨复合阴极，其特征在于，所述石墨粉包括石油焦石墨粉和鳞片石墨粉中的一种或两种。

3.一种石墨复合阴极的制备方法，包括以下步骤：

（1）阴极材料的配料：分别称量石墨粉和/或炭黑粉、碳纤维和/或SiC晶须、中温沥青作为阴极材料，其中，以石墨粉和/或炭黑粉为基体材料，以碳纤维和/或SiC晶须为掺杂材料；

（2）混合粉料的制备：将掺杂材料和分散剂加入水中，形成掺杂材料的分散液，在掺杂材料的分散液中加入基体材料和中温沥青粉，经球磨后，得到浆料，所得浆料经油浴蒸干，得到混合粉料；

（3）混合粉料的混捏：将混合粉料进行混捏，所得混合粉体进行破碎和过筛；

（4）混合粉体的成型：根据所需坯体尺寸，称取过筛后的混合粉体进行压制，然后对所得坯体进行等静压处理；

（5）坯体的浸渍与焙烧：在惰性气体保护下，将等静压处理后的坯体先进行一次焙烧，一次焙烧后置于熔融沥青中进行浸渍，浸渍后再进行二次焙烧；

（6）阴极加工：将二次焙烧后的坯体加工成预设尺寸的阴极，得到石墨复合阴极；

所述步骤（1）中，按质量分数计，所述石墨粉和/或炭黑粉为60%～70%，所述碳纤维和/或SiC晶须为1%～15%，所述中温沥青为20%～30%。

4.根据权利要求3所述的石墨复合阴极的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，当所述掺杂材料为碳纤维时，所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠；当所述掺杂材料为SiC晶须时，所述分散剂为六偏磷酸钠。

5.根据权利要求3所述的石墨复合阴极的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，当所述掺杂材料为碳纤维时，所述碳纤维与所述分散剂的质量比为5～20∶1；当所述掺杂材料为SiC晶须时，所述SiC晶须与所述分散剂的质量比为10～50∶1。

6.根据权利要求3所述的石墨复合阴极的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，所述混捏的温度为130℃～160℃，所述混捏的时间为5min～30min，所述过筛为过120目筛。

7.根据权利要求3所述的石墨复合阴极的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中，所述压制的压力为120MPa～180MPa，所述压制的时间为2min～4min；所述等静压处理的压力为180MPa～250MPa，所述等静压处理的时间为1min～4min。

8.根据权利要求3所述的石墨复合阴极的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中，所述一次焙烧的温度为900℃～1200℃，所述一次焙烧的时间为12h～48h；所述二次焙烧的温度为900℃～1000℃，所述二次焙烧的时间为6h～24h。