Grafit bloklar nasıl yapılır?

Grafit bloklar nasıl yapılır?

İzostatik olarak preslenmiş yüksek-saflıkta grafit bloklar, yarı iletkenler, fotovoltaik, havacılık ve diğer alanlarda kullanılan ileri-son teknolojiye sahip bir grafit malzemedir. Temel özellikleri "yüksek saflık" ve "izotropi"dir.

İzostatik olarak preslenmiş yüksek{0}saflıkta grafit blokların üretimi fizik, kimya ve hassas mühendisliğin bütünleştiği karmaşık bir süreçtir. Aşağıdaki temel adımlara ayrılabilir:

Adım 1: Hammadde Hazırlama ve İşleme
1. Seçim: Yüksek karbon içeriğine ve düşük safsızlıklara sahip olduğundan, birincil hammadde olarak petrol kok veya zift kok kullanılır. Uçucu maddeleri ve nemi uzaklaştırmak için ilk önce yüksek sıcaklıkta (yaklaşık 1300 derece) kalsine edilir, böylece gerçek yoğunluğu ve kimyasal stabilitesi artar.
2. Kırma ve Sınıflandırma: Kalsine kok, çeneli kırıcılar ve Raymond değirmenleri gibi ekipmanlar kullanılarak kırılır ve öğütülerek farklı parçacık boyutlarında tozlar üretilir. Büyük, orta ve küçük parçacık boyutlarının stratejik olarak dengeli bir karışımı, yüksek-yoğunluklu bir yeşil gövde yapısına ulaşmanın anahtarıdır. Küçük parçacıklar daha büyük parçacıklar arasındaki boşlukları doldurarak sonraki yüksek-yoğunluklu ürünler. 3. için temel oluşturur. Saflaştırma: "Yüksek saflık" gerekliliklerini (tipik olarak 50 ppm'nin altında, hatta 5 ppm'nin altında kül içeriği) elde etmek için, agrega tozu asitle- yıkanır (hidroklorik asit, hidroflorik asit vb. kullanılarak) veya kimyasal maddelere tabi tutulur metalik yabancı maddeleri etkili bir şekilde ortadan kaldırmak için-yüksek sıcaklıkta klorlama.

Adım 2: Karıştırma ve Kalıplama (Temel Adım)
1. Bağlayıcı İlavesi: Dereceli agrega tozu ısıtılırken bir bağlayıcıyla (genellikle orta- veya yüksek-sıcaklıktaki kömür katranı) karıştırılır. Karıştırmanın amacı, her bir agrega parçacığının yüzeyini katranla eşit şekilde kaplayarak plastik bir macun oluşturmaktır.
2. İzostatik Presleme: Bu, "izotropik" grafit bloklara ulaşmanın anahtarıdır. Macun elastik bir kauçuk kalıba yerleştirilir, kapatılır ve daha sonra hidrolik yağ (veya su) ile doldurulmuş yüksek-basınçlı bir izostatik prese yerleştirilir. Yüksek-basınçlı bir pompa, sıvıya eşit basınç (tipik olarak 100-200 MPa) uygular. Sıvı basıncı tüm yönlerde eşit olduğundan macun tüm boyutlarda eşit şekilde sıkıştırılır, bu da iç parçacıkların düzensiz bir düzenlemesine neden olur ve geleneksel preslemenin neden olduğu parçacık yönelimini ortadan kaldırır. Sonuç, tekdüze bir yapıya ve tutarlı yoğunluğa sahip yeşil bir gövdedir.

Adım 3: Kalsinasyon
Oluşturulan yeşil gövde bir kalsinatöre yerleştirilir ve koruyucu bir atmosfer altında (kok tozu veya inert bir gazla) yaklaşık 1000 dereceye kadar yavaş yavaş ısıtılır. Bu işlem sırasında bağlayıcı zifti, karmaşık ayrışma ve polimerizasyon reaksiyonlarına uğrayarak, agrega parçacıklarını sıkı bir şekilde birbirine bağlayan ve yaş gövdeyi yüksek mekanik mukavemete sahip bir karbon gövdesine dönüştüren güçlü bir zift kokuna dönüşür.

Adım 4: Grafitleştirme
Bu, malzemeye grafit özellikleri kazandıran temel işlemdir. Kalsine edilmiş karbon gövdesi, bir Acheson fırınına veya inert gaz atmosferi altında içten ısıtılan bir tandem grafitizasyon fırınına yerleştirilir ve doğrudan 2000-3000 derecelik sıcaklıklara ısıtılır. Bu aşırı sıcaklıklarda, karbon malzemesi içindeki düzensiz "turbostratik" karbon atomları kendilerini yeniden düzenleyerek düzenli, üç- boyutlu bir grafit kristal yapısı oluşturur. Bu işlem, malzemenin elektriksel ve termal iletkenliğini, termal şok direncini ve kimyasal stabilitesini önemli ölçüde artırır ve kalan yabancı maddelerin çoğunu daha da uçucu hale getirerek nihai ultra yüksek saflığa ulaşır.

Adım 5: İşleme ve Kalite Kontrolü
Grafitleştirmeden sonra, işlenmemiş parçalar müşteri çizimlerine göre yüksek-hassasiyetteki CNC takım tezgahları kullanılarak döndürülür, frezelenir, planyalanır ve taşlanır, sonuçta boyutsal olarak hassas izostatik olarak preslenmiş yüksek-saflıkta grafit ürünler üretilir. Sevkiyattan önce yoğunluk, sertlik, direnç, kül içeriği ve bükülme mukavemeti açısından sıkı testlere tabi tutulurlar.

Özetle, izostatik olarak preslenmiş yüksek-saflıkta grafit blokların-yüksek saflık, yüksek yoğunluk, izotropi ve mükemmel termal ve elektriksel özellikleri-olağanüstü özelliklerine, titizlikle kontrol edilen bir süreç zinciri aracılığıyla ulaşılır: "hammadde arıtma → izotropik izostatik presleme → yüksek-sıcaklık kalsinasyon ve sertleştirme → ultra-yüksek-sıcaklıkta grafitleştirme ve kristalleştirme." İzostatik presleme yapısal bütünlüğü sağlarken, yüksek-sıcaklıktaki grafitleştirme nihai fiziksel ve kimyasal özellikleri belirler.

Hakkımızda