Hvordan laves grafitblokke

Hvordan laves grafitblokke?

Isostatisk pressede grafitblokke med høj-renhed er et avanceret-grafitmateriale, der bruges i halvledere, solcelleanlæg, rumfart og andre områder. Deres kerneegenskaber er "høj renhed" og "isotropi."

Produktionen af ​​isostatisk pressede grafitblokke med høj-renhed er en kompleks proces, der integrerer fysik, kemi og præcisionsteknik. Det kan opdeles i følgende kernetrin:

Trin 1: Forberedelse og forarbejdning af råmaterialer
1. Udvalg: Petroleumskoks eller begkoks anvendes som primær råvare, da det har et højt kulstofindhold og lave urenheder. Det calcineres først ved høj temperatur (ca. 1300 grader) for at fjerne flygtige stoffer og fugt og derved øge dens sande tæthed og kemiske stabilitet.
2. Knusning og klassificering: Den brændte koks knuses og formales ved hjælp af udstyr såsom kæbeknusere og Raymond-møller til fremstilling af pulvere af varierende partikelstørrelser. En strategisk afbalanceret blanding af store, mellemstore og små partikelstørrelser er nøglen til at opnå en grøn kropsstruktur med høj-densitet. Små partikler udfylder hullerne mellem større partikler og lægger grundlaget for efterfølgende høj-densitetsprodukter. 3. Oprensning: For at opnå "høj renhed" krav (typisk askeindhold under 50 ppm, eller endda 5 ppm), vaskes tilslagspulveret syre-(ved hjælp af saltsyre, etc.) eller flussyre. udsat for høj{10}}temperaturklorering for effektivt at fjerne metalliske urenheder.

Trin 2: Blanding og støbning (kernetrin)
1. Tilsætning af bindemiddel: Det sorterede tilslagspulver blandes med et bindemiddel (normalt mellem- eller høj-temperaturkultjære) under opvarmning. Formålet med blandingen er at belægge overfladen af ​​hver enkelt tilslagspartikel jævnt med tjæren, hvilket danner en plastikpasta.
2. Isostatisk presning: Dette er nøglen til at opnå "isotropiske" grafitblokke. Pastaen anbringes i en elastisk gummiform, forsegles og placeres derefter i en isostatisk højtrykspresse fyldt med hydraulikolie (eller vand). En høj-trykspumpe påfører væsken ensartet tryk (typisk 100-200 MPa). Fordi væsketrykket er ens i alle retninger, komprimeres pastaen ensartet i alle dimensioner, hvilket resulterer i et uordnet arrangement af de indre partikler, hvilket eliminerer partikelorienteringen forårsaget af konventionel presning. Resultatet er en grøn krop med en ensartet struktur og ensartet tæthed.

Trin 3: Kalcinering
Den dannede grønne krop anbringes i en brænder og opvarmes langsomt til ca. 1000 grader under en beskyttende atmosfære (enten med kokspulver eller en inert gas). Under denne proces gennemgår bindemiddelbegen komplekse nedbrydnings- og polymerisationsreaktioner, der omdannes til en stærk begkoks, som fast binder aggregatpartiklerne sammen og omdanner det grønne legeme til et kulstoflegeme med høj mekanisk styrke.

Trin 4: Grafitisering
Dette er kerneprocessen, der giver materialet grafitegenskaber. Det calcinerede kulstoflegeme anbringes i en Acheson-ovn eller en internt opvarmet tandem-grafitiseringsovn under en inert gasatmosfære, der direkte opvarmer det til temperaturer på 2000-3000 grader. Ved disse ekstreme temperaturer omarrangerer de uordnede "turbostratiske" kulstofatomer i kulstofmaterialet sig og danner en regulær, tre-dimensionel grafitkrystalstruktur. Denne proces forbedrer væsentligt materialets elektriske og termiske ledningsevne, termiske stødbestandighed og kemiske stabilitet, og fordamper yderligere de fleste resterende urenheder, hvilket opnår den ultimative ultrahøje renhed.

Trin 5: Bearbejdning og kvalitetsinspektion
Efter grafitisering bliver emnerne drejet, fræset, høvlet og slibet ved hjælp af høj-præcisions CNC-værktøjsmaskiner i henhold til kundetegninger, hvilket i sidste ende producerer dimensionelt præcise, isostatisk pressede grafitprodukter med høj-renhed. Før forsendelse gennemgår de strenge tests for tæthed, hårdhed, resistivitet, askeindhold og bøjningsstyrke.

Sammenfattende opnås de ekstraordinære egenskaber ved isostatisk pressede grafitblokke med høj-renhed-høj renhed, høj tæthed, isotropi og fremragende termiske og elektriske egenskaber- gennem en omhyggeligt styret proceskæde: "forfining af råmaterialer → isotropisk isostatisk presning høj-temperatur kalcinering og hærdning → ultra-høj-temperatur grafitisering og krystallisering." Isostatisk presning sikrer strukturel ensartethed, mens høj-temperaturgrafitisering bestemmer de ultimative fysiske og kemiske egenskaber.

Om USA