Kā tiek izgatavoti grafīta bloki

Kā tiek izgatavoti grafīta bloki?

Izostatiski presēti augstas -tīrības pakāpes grafīta bloki ir augstas-klases grafīta materiāls, ko izmanto pusvadītāju, fotoelementu, kosmosa un citās jomās. To galvenās īpašības ir "augsta tīrība" un "izotropija".

Izostatiski presētu augstas{0}}tīrības pakāpes grafīta bloku ražošana ir sarežģīts process, kas apvieno fiziku, ķīmiju un precīzās inženierijas. To var iedalīt šādos galvenajos posmos:

1. solis: izejvielu sagatavošana un apstrāde
1. Atlase: naftas kokss vai piķa kokss tiek izmantots kā primārā izejviela, jo tam ir augsts oglekļa saturs un mazs piemaisījumu daudzums. Vispirms to kalcinē augstā temperatūrā (apmēram 1300 grādi), lai noņemtu gaistošos un mitrumu, tādējādi palielinot tā patieso blīvumu un ķīmisko stabilitāti.
2. Sasmalcināšana un klasifikācija: kalcinēto koksu sasmalcina un samaļ, izmantojot tādas iekārtas kā žokļu drupinātāji un Raimonda dzirnavas, lai ražotu dažāda izmēra daļiņas. Stratēģiski līdzsvarots lielu, vidēju un mazu daļiņu izmērs ir galvenais, lai sasniegtu augsta-blīvuma zaļā ķermeņa struktūru. Mazas daļiņas aizpilda spraugas starp lielākām daļiņām, liekot pamatu nākamajiem augsta -blīvuma produktiem. 3. Attīrīšana: lai sasniegtu "augstas tīrības" prasības (parasti pelnu saturs ir zem 50 ppm vai pat 5 ppm), pildvielu pulveris ir skābi -mazgāts (izmantojot fluorskābi, sālsskābi utt.). hlorēšana augstā temperatūrā{10}}, lai efektīvi noņemtu metāliskus piemaisījumus.

2. darbība: sajaukšana un formēšana (pamatdarbība)
1. Saistvielas pievienošana: šķiroto pildvielu pulveri karsējot sajauc ar saistvielu (parasti vidēja{1}} vai augstas{2}}temperatūras akmeņogļu darva). Sajaukšanas mērķis ir vienmērīgi pārklāt katras pildvielas daļiņas virsmu ar darvu, veidojot plastmasas pastu.
2. Izostatiskā presēšana: šī ir atslēga "izotropu" grafīta bloku iegūšanai. Pasta tiek ievietota elastīgā gumijas veidnē, noslēgta un pēc tam ievietota augstspiediena izostatiskā presē, kas piepildīta ar hidraulisko eļļu (vai ūdeni). Augstspiediena sūknis nodrošina šķidrumam vienmērīgu spiedienu (parasti 100–200 MPa). Tā kā šķidruma spiediens ir vienāds visos virzienos, pasta tiek vienmērīgi saspiesta visos izmēros, kā rezultātā rodas nesakārtots iekšējo daļiņu izvietojums, novēršot parastās presēšanas radīto daļiņu orientāciju. Rezultāts ir zaļš ķermenis ar vienmērīgu struktūru un konsekventu blīvumu.

3. solis: kalcinēšana
Izveidoto zaļo ķermeni ievieto kalcinētājā un lēnām karsē līdz aptuveni 1000 grādiem aizsargatmosfērā (vai nu ar koksa pulveri, vai ar inertu gāzi). Šī procesa laikā saistvielas piķis iziet sarežģītas sadalīšanās un polimerizācijas reakcijas, pārvēršoties stiprā piķa koksā, kas stingri saista pildvielas daļiņas kopā un pārvērš zaļo ķermeni par oglekļa ķermeni ar augstu mehānisko izturību.

4. darbība: grafitizācija
Šis ir galvenais process, kas materiālam piešķir grafīta īpašības. Kalcinētā oglekļa korpuss tiek ievietots Acheson krāsnī vai iekšēji apsildāmā tandēma grafitizācijas krāsnī inertās gāzes atmosfērā, tieši uzsildot to līdz 2000-3000 grādu temperatūrai. Šajās ekstremālajās temperatūrās nesakārtotie "turbostratiskie" oglekļa atomi oglekļa materiālā pārkārtojas, veidojot regulāru, trīsdimensiju grafīta kristāla struktūru. Šis process ievērojami uzlabo materiāla elektrisko un siltuma vadītspēju, termisko triecienu izturību un ķīmisko stabilitāti, kā arī vēl vairāk iztvaiko lielāko daļu atlikušo piemaisījumu, panākot visaugstāko īpaši augstu tīrību.

5. darbība. Apstrāde un kvalitātes pārbaude
Pēc grafitizācijas sagataves tiek virpotas, frēzētas, ēvelētas un slīpētas, izmantojot augstas -precizitātes CNC darbgaldus saskaņā ar klienta rasējumiem, tādējādi iegūstot izmēru precīzus izostatiski presētus augstas{1}}tīrības grafīta izstrādājumus. Pirms nosūtīšanas tiem tiek veikta stingra blīvuma, cietības, pretestības, pelnu satura un lieces izturības pārbaude.

Rezumējot, izostatiski presētu augstas -tīrības grafīta bloku-izcilās īpašības, augstas tīrības pakāpes, augsta blīvuma, izotropijas, kā arī izcilas termiskās un elektriskās īpašības-tiek sasniegtas, izmantojot rūpīgi kontrolētu procesa ķēdi: "izejvielu precizēšana → izotropiskā izostatiskā presēšana → augstas temperatūras →kalācija ultra-augstas-temperatūras grafitizācija un kristalizācija." Izostatiskā presēšana nodrošina struktūras viendabīgumu, savukārt grafitizācija augstā-temperatūra nosaka augstākās fizikālās un ķīmiskās īpašības.

Par ASV