炭素工艺学考试试题(三)

炭素工艺学考试试题（三）
1、单选煤沥青对炭质颗粒的湿润性，其下列说法正确的是（）。

A.湿润性的好坏可用湿润角θ来表示，θ越大，湿润性越差，θ越小，湿润性越好；
B.湿润性的好坏可用湿润角θ来表示，θ（江南博哥）越大，湿润性越好，θ越小，湿润性越差；
C.温度升高，湿润角增大，湿润性增强；
D.温度升高，湿润角减小，湿润性增强。

正确答案：A
2、判断题混捏过程的最佳温度视粘结剂质量，而主要视粘结剂的软化点而定。

（）
正确答案：对
3、单选石油焦的（）高低表明其焦化程度的高低。

A.灰分
B.硫分
C.挥发分
D.真密度
正确答案：C
4、问答题高纯石墨化原理是怎样的？
正确答案：在石墨化热处理期间，以化学方法除去制品内杂质元素及其化合物，获得高纯石墨制品的过程称为高纯石墨化。

在普通石墨化温度下，石墨材料中部分高沸点杂质化合物难以气化逸出，如碳化硼的沸点为350。

℃，碳化钒的沸点为 3900℃，钦的沸点为3287℃，除去这些高沸点的杂质是很困难的。

但大多数的金属卤化物具有很低的熔点和沸点，因此，可采取氟化或氯化化学反应将这些高沸点杂质化合物转化为易分解逸出的金属卤化物，从而可制备得到低杂质含量的高纯石墨材料。

5、问答题什么是石墨单晶、石墨多晶体和石墨微晶？
正确答案：单晶的特点是其内部各处的晶体学取向保持一致，试样的任何部分在其结晶轴方向都是同样的晶质，因此可以显示出晶体所固有的各向异性。

符合这一特征的石墨称为石墨单晶。

许多尺度在微米级的无特定取向石墨晶粒通过晶界结合在一起而形成石墨多晶体，也称为多晶石墨。

石墨微晶是由X射线、电子衍射等所观察到的可看作石墨单晶的微小晶体部分，它们是具有各向异性的六角碳原子平面网层的堆叠体。

6、名词解释浸渍
正确答案：就是将焙烧后的半成品置于高压釜中，在一定温度和压力下，使某些液态状的物质渗透到产品的气孔中去，达到改善或改变产品某些物理化学性能的目的。

7、问答题煤沥青有哪些特性？
正确答案：（1）没有明显不变的熔点，只有从液态到固态的转化温度范围（2）在凝固点以下仍有流动性
（3）凝固时变脆，稍受外力作用就破裂
（4）温度升高，粘度降低，当温度达到一定值时，则黏度趋于稳定
8、判断题炭素材料中的灰分主要是一些金属和非金属氧化物。

（）
正确答案：对
9、判断题粘结剂的用量对成型质量影响不大。

（）
正确答案：错
10、问答题混捏的目的是什么？
正确答案：（1）是各种不同粒径的物料均匀混合，大颗粒之间的空隙有种小颗粒填充，中小颗粒之间的空隙由更小的球磨粉填充，以便提高糊料的密实度。

（2）加入粘结剂后，使各个颗粒表面均匀的涂上一层液体粘结剂，由于粘结的粘结力把所有颗粒互相粘结起来，赋予物料以塑性，利于成型。

（3）粘结剂部分的渗透到干颗粒的孔隙中去，使糊料的密实度进一步提高。

11、问答题挤压废品类型有哪些，其产生的原因是什么？
正确答案：（1）裂纹。

裂纹是挤压成型最常见的废品类型，裂纹可分为横向裂纹、纵向裂纹和网状裂纹等。

（2）体积密度不合格。

产生生坯体积密度不合格的原因有：
l）糊料中勃结剂用量过大，糊料中骨料颗粒内部颗粒的孔隙没有被勃结剂填满；
2）压机压缩比太小，压型时糊料交流程度不够，压机吨位不够；
3）预压压力低，预压时间短；
4）型嘴温度较高，下料温度较低；
5）压型速率较快；
6）西甜中颗粒较大并且大颗粒所占比率较大，干料堆积密度低。

（3）麻面。

麻面是生坯表面上有连续不断或较大面积的毛糙不平伤痕。

一般规定生坯表面的麻面宽度不得超过电极圆周长度的1/4，深度不得超过额定直径的允许偏差。

产生麻面的主要原因有：
1）挤压型嘴温度过低；
2）挤压型嘴出口处表面不光滑或粘有硬料块；
3）生坯托板表面不光滑或粘有硬料块，生坯托板太热粘料；
4）下料温度波动大；
5）生坯挤出时产生的摩擦。

（4）弯曲或变形。

生坯的形状发生变化并超过了技术标准允许的偏差值。

产生弯曲或变形的原因有：
l）糊料中勃结剂用量过大；
2）挤压型嘴温度较高，下料温度较高；
3）生坯压出后未及时淋水或浸泡在水中冷却，冷却水温度较高，生坯在冷水中冷却时间不足；
4）未充分冷却的生坯堆放在一起，底层的生坯容易因受压而变形，堆垛或堆放地面不平；
5）冷却辊道变形，生坯在进入水槽时与链辊相撞而撞击出表面凹陷，生坯长度超过链辊长度太多，链辊间距太大而不能将生坯托起，生坯一端搭在链板上造成弯曲；
6）压型速率太慢，与生坯托板接触部位出现扁平现象。

（5）表面粘料。

粘料是生坯表面在尚未充分冷却时粘上硬料块并嵌入生坯的表层。

产生粘料的原因是生坯接受台的托板或滚向水槽的滚道毡垫上有料渣而未及时清除。

轻微的粘料可以忽略。

如硬料块较大且嵌入生坯表层较深，超过了技术标准的允许范围，则应作为废品处理。

（6）长度不合标准。

生坯切断时长度测定有误，控制阀和切刀操作机构动作失灵，操作人员注意力不集中，因而切得过长或过短。

不符合长度允许偏差的生坯应作为废品处理。

（7）碰损。

生坯受外力碰击产生断裂或部分被碰坏（如掉块、缺棱和掉角）而不符合尺寸允许偏差从而造成的废品。

12、单选衡量材料或制品的宏观组织结构的密实程度的指标是（）。

A.真密度
B.体积
C.假密度
D.弹性模量
正确答案：C
13、判断题煤炭中氧与氢元素的含量与炭化程度成反比。

（）
正确答案：对
14、单选男性，65岁，尿频、夜尿增多已5年，有排尿困难和尿潴留，反复发作尿路染已1年。

发作时有尿频、尿急、尿痛和发热，经用抗生素治疗后退热，症缓解，但不久又再复发。

本例进一步查最有价值的是（）
A.腹部X线平片
B.静脉肾盂造影
C.中段尿培养
D.尿找抗酸杆菌
E.肛门指诊前列腺检查
正确答案：E
15、填空题电解槽的残极可分为两大类分别是（）（）。

正确答案：硬残极；软残极
16、填空题常用的破碎方法有（）（）（）（）（）等几种。

正确答案：压碎；劈碎；磨碎；击碎；剪碎
17、问答题什么叫锻烧？炭质原料锻烧的目的是什么？
正确答案：炭质原料在高温下进行热处理，排出所含的挥发分，并相应地提高原料理化性能的生产工序称为锻烧。

煅烧目的：
（1）排除炭质原料所含的挥发分；
（2）排除炭质原料所含的水分；
（3）提高炭质原料的密度和机械强度；
（4）提高炭质原料的导电性能；
（5）提高炭质原料的化学稳定性和抗氧化性能。

18、单选下列（）成分在石油焦中含量最多。

A.C
B.H
C.O
D.N 正确答案：A
19、问答题煅烧的目的是什么？
正确答案：（1）排除原料中的挥发分
（2）提高原料的密度和强度
（3）提高原料的导电性能
（4）驱除原料中的水分
（5）提高原料的抗氧化性能
20、问答题什么是等静压成型，等静压成型原理是怎样的？
正确答案：装入模具内的炭糊或压粉在高压容器中直接受压而形成生坯的成型称为等静压成型。

生产细颗粒结构、均质的高密度石墨或各向同性石墨采用等静压成型。

等静压成型的基本原理遵循流体力学中的帕斯卡定律。

等静压成型是将所需压制的粉状物料装入弹性模具内，将模具口封闭后置于高压容器中，再将高压容器入口严封。

用超高压泵向高压容器内注入加压介质（一般采用变压器油）对模具均匀加压，保持一定时间后，逐渐降低压力，排出加压介质，在常压下打开高压容器，取出模具，再从模具中取出成型好的生坯。

等静压成型设备主要是高压容器和高压泵两部分。

高压容器多数是用高强度合金钢直接铸造后加工成的厚壁筒体，还可以在筒体外用预应力钢丝缠绕加固。

21、填空题炭阳极属于少灰制品，其主要原料是（）（）。

它的主要生产工序包括（）（）（）（）（）（）。

正确答案：石油焦；沥青焦；预碎；煅烧；破碎、筛分与配料；混捏；成型；焙烧
22、问答题什么是炭材料的成型？炭材料成型方法有哪几种，它们各适用于
哪些制品的成型？
正确答案：炭材料的成型是指混捏好的炭质糊料在成型设备施加的外部作用力下产生塑性变形，最终压制成为具有一定形状、尺寸、密实度和强度的生坯（或称为生制品）的工艺过程。

在炭材料生产中，常用的成型方法有模压法、挤压法、振动成型法和等静压成型法。

（l）模压法。

模压法是先按制品的形状和尺寸制成模具，然后将混捏好的糊料按一定数量装入模具内，对糊料施加压力，使糊料压缩成型，最后将压制好的生坯从模具中顶出即可。

根据对糊料施加压力的形式不同可分为单向模压（从上部或下部对糊料施加压力）和双向模压（上、下同时对糊料施加压力）。

模压法适用于压制3个方向尺寸相差不大、密度均匀以及结构致密的制品。

模压法常用设备为立式液压机。

（2）挤压法。

挤压法是将糊料装入油压机的糊缸内，用压机的主柱塞对糊料施加压力，糊料不断密实和运动，最后通过可更换的嘴子挤出所需形状的生坯，达到要求的长度后用切刀切断。

在炭材料生产中挤压成型得到广泛应用，可以压制各种制品的毛坯，具有生产量大和生产效率高等优点，适合于压制长条形的圆柱状或管状生坯。

挤压法可半连续生产。

挤压成型常用设备有卧式液压挤压机（油压或水压）和螺旋挤压机。

（3）振动成型法。

振动成型法是将糊料装入模具内，同时在糊料上放置重锤和液压装置施加压力，利用机械的高速振动（频率20一3OHz，振幅0.1一
3mm），使装在成型模内的糊料处于强烈的振动状态，从而使糊料密实成型。

振动成型适合于生产3个方向尺寸相差不大的粗短生坯和异形生坯。

振动成型主要设备为振动成型机。

（4）等静压法。

等静压法是将磨好的糊粉装入橡胶或塑料制成的弹性模具内，封好放入高压容器内，用超高压泵打入液体介质（油或水），对装有糊粉的弹性模具从各个方向均匀加压，使糊料受压成型。

等静压成型适合生产各向同性生坯和各种异形生坯。

等静压成型设备为等静压成型机。

用途：模压成型主要用于电炭行业生产电刷块和机械密封用炭材料的生坯，也可用于尺寸不太大的冷压石墨生坯的生产。

挤压成型广泛应用于石墨电极生坯的生产，也可用于炭块和石墨块生坯的成型。

振动成型主要用于预焙炭阳极、炭块和炭电极生坯的生产。

23、问答题什么是弹性后效（生坯回胀）？
正确答案：在炭材料成型过程中，由于生坯内部弹性应力的作用，当生坯除去压力脱模或从挤压型嘴挤出后，就会发生弹性膨胀，导致生坯直径或体积增大，这种现象称为弹性后效（或称为生坯回胀）。

24、填空题焙烧过程包括四个阶段，分别是（）（）（）（）。

正确答案：低温预热阶段；变化剧烈的中温阶段；高温烧结阶段；冷却阶段25、判断题骨料颗粒之间是靠粘结剂粘合在一起的，所以粘结剂用量越多越好。

（）
正确答案：错
26、单选反映制品或材料热处理程度的指标是（）。

A.真密度
B.弹性模量
C.线膨胀系数
D.导热系数
正确答案：A
27、问答题什么是石墨化炉的炉芯，装炉时围炉芯的目的是什么？
正确答案：石墨化炉内被待石墨化的炭制品及电阻料所占据的空间称为炉芯。

根据装入焙烧制品的规格和周围电阻料的要求，用钢板围成一定形状和尺寸的空间，这个操作过程称作围炉芯。

装炉时围炉芯的目的是：
（l）固定炉芯位置，炉芯的位置应与炉头墙、炉尾墙上导电电极及周围石墨块砌体的位置相对称；
（2）由焙烧制品和电阻料构成炉芯电阻；
（3）便于填充电阻料；
（4）保证整炉制品装得整齐；
（5）使炉芯与保温料分隔开，防止保温料混入炉芯。

28、问答题为什么要对炭材料进行浸渍处理，浸渍的目的有哪些？
正确答案：炭材料属于多孔材料。

炭制品的总气孔率为16%-25%，石墨制品的总气孔率为25％一32％。

大量气孔的存在必然会对炭材料的理化性能和使用性能产生负面影响，如随着气孔率的增加，炭材料的体积密度下降，电阻率上升，机械强度降低，抗氧化性能和耐腐蚀性能变差，对气体和液体的渗透性增加。

因此，对于某些高性能功能炭材料和结构炭材料，必须实施浸渍密实化处理。

通过浸渍密实化处理可达到以下儿方面的目的：
（l）明显降低制品的气孔率；
（2）增加制品的体积密度和提高制品的机械强度；
（3）改善制品的导电和导热性能；
（4）降低制品的渗透率；
（5）提高制品的抗氧化性能和抗腐蚀性能；
（6）采用润滑剂浸渍能提高制品的抗磨性能。

炭材料制品浸渍密实化处理带来的负面效应是其热膨胀系数略有增加。

29、问答题什么是电阻料，其在石墨化过程中起什么作用？
正确答案：电阻料为石墨化炉中起到“电阻发热”作用的材料。

通常采用冶金焦粒或石墨化冶金焦粒作电阻料，在电炭制品生产中也可采用石油焦粒作电阻料。

爱奇逊石墨化炉的炉芯电阻是由炭制品的电阻与电阻料的电阻串联而成的，但炭制品的电阻比电阻料的电阻要小得多，石墨化开始通电时电阻料的电阻约占炉芯电阻的99写左右，通电结束时电阻料的电阻还要占到炉芯电阻的97％左
右，因此可以说，在整个石墨化过程中主要是电流通过电阻料时产生的热量来加热炭制品的，所以电阻料的初期电阻和电阻料在整个通电过程中的电阻变化趋势对石墨化炉的运行具有非常重要的意义。

30、填空题沥青熔化的目的在于（），并使（），减少（）。

正确答案：排除沥青中的水分；机械杂质沉淀；其膨胀性。