Πώς να επιλέξετε τα βέλτιστα προϊόντα γραφίτη για την εφαρμογή σας;

Ο γραφίτης είναι ένα αλλότροπο άνθρακα με εξαγωνική κρυσταλλική δομή. Διαθέτει εξαιρετική ηλεκτρική αγωγιμότητα, θερμική αγωγιμότητα, λιπαντικότητα, αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες, αντοχή σε θερμικό σοκ και χημική σταθερότητα και είναι γνωστό ως «μαύρος χρυσός». Για αυτούς τους λόγους, χρησιμοποιείται ευρέως στη μεταλλουργία, μηχανήματα, χημική μηχανική, φωτοβολταϊκά, ημιαγωγούς, πυρηνική βιομηχανία, εθνική άμυνα και αεροδιαστημική βιομηχανία και έχει γίνει ένα απαραίτητο μη μεταλλικό υλικό για την ανάπτυξη υψηλών και νέων τεχνολογιών σήμερα.

Διαφορετικά σενάρια εφαρμογών έχουν ποικίλες απαιτήσεις απόδοσης για προϊόντα γραφίτη, καθιστώντας την ακριβή επιλογή υλικού ένα βασικό βήμα στην εφαρμογή προϊόντων γραφίτη. Η επιλογή εξαρτημάτων γραφίτη με απόδοση που ταιριάζει με τα σενάρια εφαρμογής μπορεί όχι μόνο να παρατείνει αποτελεσματικά τη διάρκεια ζωής τους και να μειώσει τη συχνότητα και το κόστος αντικατάστασης, αλλά και να συμβάλει στη βελτίωση της ποιότητας παραγωγής και της απόδοσης των τελικών προϊόντων.

1. Καθαρότητα Υλικού Γραφίτη

Η καθαρότητα του υλικού γραφίτη καθορίζει άμεσα την ανθεκτικότητα των εξαρτημάτων. Ακαθαρσίες (όπως Fe, Si, Al) σε συστατικά γραφίτη θα σχηματίσουν ενώσεις χαμηλού σημείου τήξης σε περιβάλλον κενού υψηλής θερμοκρασίας, οι οποίες διαβρώνουν αργά τα συστατικά του γραφίτη και οδηγούν σε ρωγμές και ζημιές. Για την εφαρμογή κλιβάνων κενού υψηλής ακρίβειας στον τομέα των ημιαγωγών, τα εξαρτήματα πυρήνα όπως θερμαντήρες γραφίτη, χωνευτήρια γραφίτη, κύλινδροι μόνωσης γραφίτη και φορείς γραφίτη θα είναι κατασκευασμένα από γραφίτη υψηλής καθαρότητας με καθαρότητα 5N και άνω και η περιεκτικότητα σε τέφρα του υλικού θα είναι αυστηρά ελεγχόμενη από 10 ppm.

2. Πυκνότητα και Δομή Υλικού Γραφίτη

Η πυκνότητα και η δομή συχνά παραβλέπονται στην επιλογή υλικού γραφίτη, ωστόσο αυτοί οι δύο δείκτες είναι οι βασικοί παράγοντες που καθορίζουν το θερμικό σοκ και την αντίσταση ερπυσμού των στοιχείων γραφίτη. Όσο μεγαλύτερη είναι η πυκνότητα του υλικού γραφίτη, τόσο χαμηλότερο είναι το πορώδες των εξαρτημάτων, τόσο ισχυρότερη είναι η αντίστασή τους στη διείσδυση αερίου και το θερμικό σοκ και τόσο λιγότερο πιθανό είναι να ραγίσουν κατά τη χρήση. Πάρτε για παράδειγμα τον ισοστατικά συμπιεσμένο γραφίτη: αυτός ο τύπος γραφίτη έχει ισοτροπικό σφάλμα μικρότερο από 1% και ομοιόμορφα χαρακτηριστικά θερμικής διαστολής. Η αντοχή του σε θερμικό σοκ είναι περισσότερο από 30% υψηλότερη από αυτή του συνηθισμένου χυτευμένου γραφίτη και η αντίστασή του σε ερπυσμό είναι 3 έως 5 φορές μεγαλύτερη από αυτή του εξωθημένου γραφίτη, καθιστώντας τον ιδανικό υλικό για φούρνους κενού που υποβάλλονται σε συχνούς θερμικούς κύκλους.

3. Αντιστοίχιση θερμοκρασίας

Δεν χρειάζεται να επιδιώκετε τυφλά υλικά υψηλής ποιότητας για την επιλογή εξαρτημάτων γραφίτη. Η ακριβής επιλογή υλικού με βάση τη μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας του κλιβάνου κενού μπορεί όχι μόνο να ελέγξει το κόστος αλλά και να εξασφαλίσει την ανθεκτικότητα των εξαρτημάτων, επιτυγχάνοντας τη μέγιστη απόδοση κόστους.

Η θερμοκρασία λειτουργίας είναι κάτω από 1600℃:Ο συνηθισμένος γραφίτης υψηλής καθαρότητας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κάλυψη βασικών απαιτήσεων εφαρμογής.

Η θερμοκρασία λειτουργίας στους 1600℃ έως 2000℃:Λεπτόκοκκο υψηλής καθαρότηταςισοστατικός γραφίτηςείναι η κατάλληλη επιλογή, που εξισορροπεί την αντοχή και την απόδοση κόστους.

Η θερμοκρασία λειτουργίας υπερβαίνει τους 2000℃:Ισοστατικός γραφίτης, πυρολυτικός γραφίτης ή σύνθετα υλικά C/C θα πρέπει να επιλέγονται για να διασφαλίζεται η σταθερή απόδοση κάτω από σκληρές συνθήκες λειτουργίας σε υψηλή θερμοκρασία.

4. Επεξεργασία Επιφανειών

Η εφαρμογή κατάλληλης επιφανειακής επεξεργασίας σε εξαρτήματα γραφίτη ισοδυναμεί με την προσθήκη μιας "προστατευτικής ασπίδας" σε αυτά, η οποία μπορεί να αντισταθεί αποτελεσματικά στην οξείδωση και τη μέση διάβρωση και να παρατείνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής τους. Ακολουθούν διάφορες κοινές μέθοδοι επεξεργασίας επιφανειών για εξαρτήματα γραφίτη:

Επίστρωση CVD SiC

Ένα ομοιόμορφο και πυκνόΕπίστρωση CVD SiCμπορεί να αυξήσει σημαντικά τη θερμοκρασία αντίστασης στην οξείδωση των εξαρτημάτων γραφίτη και είναι κατάλληλο για τα περισσότερα εξαρτήματα γραφίτη των κλιβάνων κενού όπωςθερμαντήρες, χωνευτήριακαι κυλίνδρους μόνωσης. Αυτή η επίστρωση μπορεί να αντισταθεί αποτελεσματικά στη διάβρωση χημικών αερίων όπως το οξυγόνο, το χλώριο και οι ατμοί πυριτίου στο περιβάλλον λειτουργίας.

Επικάλυψη TaC

Σε σύγκριση με την επίστρωση CVD SiC,επίστρωση καρβιδίου τανταλίουέχει καλύτερη αντοχή στη διάβρωση και αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες και μπορεί να αντέξει σε εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες και ακραία χημικά περιβάλλοντα διάβρωσης, όπως τα σκληρά σενάρια εφαρμογής των κλιβάνων ανάπτυξης κρυστάλλων καρβιδίου του πυριτίου.

Διήθηση πυριτίου/Επιφανειακή Πύκνωση

Η επεξεργασία διήθησης πυριτίου συνιστάται για ορισμένα φέροντα εξαρτήματα γραφίτη και σύνθετα υλικά C/C. Μετά την επεξεργασία, η σκληρότητα, η αντοχή στη φθορά και η αντίσταση ερπυσμού των εξαρτημάτων θα βελτιωθούν σημαντικά. Ο εμποτισμός με ρητίνη ή η επεξεργασία με πυρολυτικό άνθρακα μπορεί επίσης να υιοθετηθεί για να γεμίσει τους επιφανειακούς πόρους των συστατικών γραφίτη, να μειώσει την εξάτμιση και να βελτιώσει την αεροστεγανότητα.