Kako so izdelani grafitni bloki

Kako so izdelani grafitni bloki?

Izostatično stisnjeni grafitni bloki-visoke čistosti so vrhunski{1}}grafitni material, ki se uporablja v polprevodnikih, fotovoltaiki, letalstvu in na drugih področjih. Njihovi glavni značilnosti sta "visoka čistost" in "izotropnost".

Proizvodnja izostatično stisnjenih grafitnih blokov visoke-čistosti je zapleten proces, ki združuje fiziko, kemijo in natančno inženirstvo. Razdelimo ga lahko na naslednje osnovne korake:

1. korak: Priprava in predelava surovin
1. Izbor: Kot primarna surovina se uporablja petrolkoks ali smolni koks, saj ima visoko vsebnost ogljika in nizko vsebnost nečistoč. Najprej je kalciniran pri visoki temperaturi (približno 1300 stopinj), da se odstranijo hlapne snovi in ​​vlaga, s čimer se poveča njegova prava gostota in kemična stabilnost.
2. Drobljenje in razvrščanje: Žgani koks se zdrobi in zmelje z uporabo opreme, kot so čeljustni drobilniki in mlini Raymond, da se proizvede prah različnih velikosti delcev. Strateško uravnotežena mešanica velikih, srednjih in majhnih velikosti delcev je ključna za doseganje strukture zelenega telesa z visoko-gostoto. Majhni delci zapolnjujejo vrzeli med večjimi delci in tako postavljajo temelje za kasnejše izdelke z visoko-gostoto. 3.. Čiščenje: Za doseganje zahtev po "visoki čistosti" (običajno vsebnost pepela pod 50 ppm ali celo 5 ppm) se prašek agregata-izpere s kislino (z uporabo klorovodikove kisline, fluorovodikove kisline itd.) ali izpostavi visoko{10}}temperaturno kloriranje za učinkovito odstranjevanje kovinskih nečistoč.

2. korak: Mešanje in oblikovanje (osnovni korak)
1. Dodatek veziva: Prah razvrščenega agregata se med segrevanjem zmeša z vezivom (običajno srednje- ali visoko-temperaturnim premogovim katranom). Namen mešanja je, da površino vsakega delca agregata enakomerno prekrijemo s katranom in tako tvorimo plastično pasto.
2. Izostatično stiskanje: To je ključ za doseganje "izotropnih" grafitnih blokov. Pasto damo v elastičen gumijast kalup, zapremo in nato postavimo v visoko{2}}izostatično stiskalnico, napolnjeno s hidravličnim oljem (ali vodo). Visokotlačna-črpalka ustvarja enakomeren tlak (običajno 100–200 MPa) na tekočino. Ker je pritisk tekočine enak v vseh smereh, je pasta enakomerno stisnjena v vseh dimenzijah, kar ima za posledico neurejeno razporeditev notranjih delcev, kar odpravlja orientacijo delcev, ki jo povzroča konvencionalno stiskanje. Rezultat je zeleno telo enotne strukture in enakomerne gostote.

3. korak: Kalcinacija
Oblikovano zeleno telo se postavi v kalcinator in počasi segreje na približno 1000 stopinj v zaščitni atmosferi (bodisi s koksnim prahom ali inertnim plinom). Med tem postopkom je vezivna smola podvržena zapletenim reakcijam razgradnje in polimerizacije, pri čemer se spremeni v močan smolni koks, ki trdno veže delce agregata in spremeni zeleno telo v karbonsko telo z visoko mehansko trdnostjo.

4. korak: Grafitizacija
To je osnovni postopek, ki daje materialu lastnosti grafita. Žgano ogljikovo telo se postavi v Achesonovo peč ali notranje ogrevano tandemsko grafitizacijsko peč pod atmosfero inertnega plina, ki ga neposredno segreje na temperature 2000-3000 stopinj. Pri teh ekstremnih temperaturah se neurejeni "turbostratični" atomi ogljika v ogljikovem materialu prerazporedijo in tvorijo pravilno tri-dimenzionalno kristalno strukturo grafita. Ta postopek znatno izboljša električno in toplotno prevodnost materiala, odpornost na toplotne udarce in kemično stabilnost ter dodatno izhlapi večino preostalih nečistoč, s čimer doseže končno ultra visoko čistost.

5. korak: obdelava in pregled kakovosti
Po grafitizaciji se surovci stružijo, rezkajo, skobljajo in brušijo z visoko-natančnimi CNC obdelovalnimi stroji v skladu z risbami strank, pri čemer na koncu nastanejo dimenzijsko natančni izostatično stisnjeni grafitni izdelki-visoke čistosti. Pred odpremo so podvrženi strogemu testiranju gostote, trdote, upornosti, vsebnosti pepela in upogibne trdnosti.

Če povzamemo, izjemne lastnosti izostatično stisnjenih grafitnih blokov visoke-čistosti-visoke čistosti, visoke gostote, izotropije ter odličnih toplotnih in električnih lastnosti-so dosežene s skrbno nadzorovano procesno verigo: "prečiščevanje surovin → izotropno izostatično stiskanje → visoko-temperaturno kalciniranje in utrjevanje → ultra{4}}visoka-temperaturna grafitizacija in kristalizacija." Izostatično stiskanje zagotavlja strukturno enotnost, medtem ko-visokotemperaturna grafitizacija določa končne fizikalne in kemijske lastnosti.

O NAS