寻找“中国好粉材”之河南五星新材等静压石墨

科技 2024-11-18 10:46 山东

编者按

粉体材料工业属于支撑国民经济发展的基础性产业和赢得国际竞争优势的关键领域，近些年，国内粉体材料工业转型升级成效显著，综合实力稳步增长，国际竞争力持续增强，一些企业长期专注于粉体材料领域、生产技术工艺国际领先、从而成为全球细分市场领导者的典范，有效改善了国内高端粉材的紧缺局面，提升了核心工艺技术与装备的自主可控水平以及关键战略资源的保障能力。中国粉体网通过寻找“中国好粉材”这一活动，以期促进相关企业更好发挥示范作用，引领中国粉体工业的发展，并让“好粉材”发出它们更大的光彩。

等静压石墨材料是在密闭高压容器内进行加工的，制品各方向受大小相同的力压制成型，因此具有更好的理化性能及各向同性度，故也称其为各向同性石墨。等静压石墨材料因其具有良好的润滑性、导电和导热性、耐热性和耐热冲击性、高温机械强度高和机械加工性好等优点越来越受到人们的重视。

五星新材细颗粒等静压石墨

等静压石墨高端产品——大尺寸、高纯度、细结构石墨

目前大尺寸、高纯度、细结构的等静压石墨是高端产品的象征，其拥有普通石墨材料无法比拟的机械强度、加工表面光洁度、高各向同性度等巨大优势，被广泛应用于光伏、新能源、环保、冶金、化工、机械、航空航天、核工业等领域。

目前国外发达国家能够生产出大尺寸、高纯度、细结构的等静压石墨，但这些国家均实施严格的技术封锁，甚至还会以国家安全和国家利益为由实施严格的产品出口限制。反观我国，虽然不少企业已经可以生产等静压石墨，但产品机械强度、光洁度、加工性能和使用寿命等和国外相比还有一定的差距。

从石墨材料的成型方式来看，主要有挤压成型、模压成型、振动成型和等静压成型4种，根据成型方式不同可以将石墨材料分为挤压石墨、模压石墨、振动石墨和等静压石墨。其中，等静压成型可制备不同种类的同性结构材料和异形件，且材料的结构分布均匀，具有高密、高强的特点，多用于制造尺寸较大的石墨材料。常见的等静压石墨材料制备方法有单相自烧结法和二元法。单相自烧结法就是利用自身具有一定黏结组分的中间相炭微球或生焦为原材料，经等静压成型、焙烧和石墨化而制成；二元法则是以沥青为黏结剂，煅烧焦粉为骨料，经机械混捏、等静压成型、焙烧、浸渍和石墨化而制成。

传统烧结方法的工艺流程

自烧结方法的工艺流程

五星新材等静压石墨生产工艺

注：焙烧委外单位系全资子公司云南五星新材产业有限公司

河南五星新材——等静压石墨材料头部企业

河南五星新材科技股份有限公司（原宝丰县五星石墨有限公司）成立于2007年8月，是国内少数拥有特种石墨新材料全产业链生产能力的企业之一，主要从事超细结构等静压高纯石墨材料和制品的研发、生产和销售。目前该公司已建成年产5万吨大规格、细结构、各向同性高纯石墨生产线，主要产品有：高纯石墨方料/圆料、真空炉石墨配件、石墨螺母、石墨电极支架、石墨保温筒、石墨护板、卡瓣卡冒、多晶加热器、多晶石墨底板。

多年来，五星新材致力于石墨新材料的相关研究和技术创新，在产品研发、检验、检测、产品升级等领域具有国内领先水平，目前拥有自主产权专利31项，其中发明专利3项，实用新型专利28项。目前旗下有：云南五星新材产业有限公司、河南省昌瑞石墨有限公司、宝丰县一通新材料有限公司三家子公司。

近年来，河南五星新材科技股份有限公司先后获得国家高新技术企业、国家级专精特新“小巨人”企业、河南省创业示范企业、河南省绿色环保引领企业、河南省“专精特新”中小企业、河南省知识产权备案“优势企业”等荣誉。2023年，五星新材料当选为首届平顶山市新型碳材料产业协会会长单位，荣获“河南省制造业单项冠军”。2024年11月5日，五星新材在河南证监局办理辅导备案登记，拟首次公开发行股票并在上交所主板上市，辅导券商为东吴证券。

五星新材——等静压石墨产能全面爆发

据业内公开数据显示，五星新材营收已经连续四年保持强劲增长态势。2023年，五星新材预计营收17.55亿元，同比增长42%，2024年的订单早已经排满全年，产能提升势在必行。

2022年1月，五星新材在宝丰高新技术产业开发区投资3.6亿元建设的年产3万吨核级石墨项目开工。近期，该项目厂房建设已完工，9月2日2号万吨等静压机完成调试，达产达标后公司高纯石墨年销量将突破8万吨，新增就业岗位300余个。

五星新材石墨生产线

2024年2月，五星新材拟投资157706.6万元，建设年产7万吨超细结构各向同性高纯石墨建设项目，项目分两个阶段建设，一阶段建设年产2万吨生产线，投资68531.9万元，二阶段建设年产5万吨生产线，投资89174.7万元。项目主要建设原料车间、磨粉混捏压型车间（生产车间）、浸渍车间、等静压车间、配套环保设施、1#成品库、2#成品库、35kv变电站、导热油炉、沥青库及综合办公等配套设施。

2024年年中，云南五星新材产业有限公司年产10万吨高纯石墨二期项目正在稳步建设中，该项目主体结构已完成80%。2023年生产石墨产品50924吨，实现产值38485万元。二期项目建成后总产能预计将达15万吨，年产值达25亿元。

五星新材焙烧车间

五星新材——等静压石墨产品广泛应用

在国内，各向同性石墨产品的消费占比约为：制造太阳能光伏材料占51.38%、电火花加工占15.41%、石墨换热器和HTR各占11.01%、连续铸造石墨占5.5%、军工产品占1.65%，其他2.57%。长期以来，五星新材的高端产品都能稳稳占据等静压石墨主流市场，在企业上市之际又在核石墨等高端领域精准发力，未来可期。

五星新材等静压石墨技术牌号和规格表

太阳能电池及半导体晶片用石墨

由于等静压石墨具备高强、高密、各向同性好，使用时各向同性石墨制成的零部件受热和传热的温度差较低，同时它的均质结构能够明显地减缓零部件受急冷急热而产生的内应力，故可延长制造设备的使用周期。所以在半导体、太阳能行业中，用各向同性石墨制作大量Cz型单晶直拉炉热场石墨部件（坩埚、加热器、导流筒、保温罩等）。

电火花加工（EDM）用石墨

与铜电极相比，石墨电极具有如下优点：石墨的密度低，同等体积石墨的重量是铜的1/5，有利于制造大型模具；石墨易加工，可减少工具的磨损和电极的消耗；石墨熔点高且不易变形，无需考虑因加工温度过高产生变形而使工件受损；加工完成后的石墨不必进行抛光，避免产生误差和缩短了生产周期；只要加工参数合理，理论上石墨电极可以零损耗，无需重复加工。正因如此，许多模具企业正向石墨加工转换，以缩短生产周期，提升在市场上的竞争力。

高温气冷反应堆堆芯结构石墨

核石墨是防止核扩散的敏感材料，是高温气冷反应堆的关键材料，没有它就没有高温堆。核石墨与常规工程用石墨的主要区别有两点：核纯和耐辐照损伤。除辐照要求外，核石墨在冷态状态下的质量要求是：规格大型化、质量稳定、热稳定性好、热膨胀系数低、核纯（高纯度50ppm以下）。而等静压石墨具有优异的抗辐照性能，超强的结构强度，极高的热导率和纯度，使它成为核能产业不可或缺的材料。

参考来源：
河南五星新材料科技股份有限公司
河南省昌瑞石墨有限公司
云南省人民政府
平顶山新闻网
东吴证券
李涛，响应曲面法优化等静压石墨材料成型工艺，中钢集团南京新材料研究院有限公司
林祥宝，等：非主流原料制备各向同性石墨材料及其结构与性能研究，湖南大学

【寻找“中国好粉材”活动简介】

为推动国产高端粉材发展，提升高端粉体材料进口替代，宣传和推广国产优秀好粉材及研发单位，让更多用户了解和使用国产好粉材，寻找“中国好粉材“活动应运而生，活动由中国粉体网主办、北京粉体技术协会协办，主题为助力高端粉材研发创新行动。欢迎实力企业（产品市占率全球前列、取得丰富的创新技术成果）自主申报，申报资料请发送到邮箱：cnpowder@163.com。主办方将依托线上线下宣传资源，帮助企业营销拓客，助力企业品牌推广，提升企业的国际知名度。

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