Com es fan els blocs de grafit

Com es fan els blocs de grafit?

Els blocs de grafit d'alta -puresa premsats isostàticament són un material de grafit-de gamma alta que s'utilitza en semiconductors, fotovoltaica, aeroespacial i altres camps. Les seves característiques bàsiques són "alta puresa" i "isotropia".

La producció de blocs de grafit d'alta -puresa premsats isostàticament és un procés complex que integra la física, la química i l'enginyeria de precisió. Es pot dividir en els següents passos bàsics:

Pas 1: Preparació i processament de matèries primeres
1. Selecció: s'utilitza coc de petroli o coc de breu com a matèria primera primària, ja que té un alt contingut de carboni i poca impuresa. Primer es calcina a alta temperatura (aproximadament 1300 graus) per eliminar els volàtils i la humitat, augmentant així la seva veritable densitat i estabilitat química.
2. Trituració i classificació: el coc calcinat es tritura i es tritura utilitzant equips com trituradores de mandíbules i molins Raymond per produir pols de diferents mides de partícules. Una barreja estratègicament equilibrada de mides de partícules grans, mitjanes i petites és clau per aconseguir una estructura de cos verd d'alta-densitat. Les partícules petites omplen els buits entre les partícules més grans, posant les bases per a posteriors productes d'alta-densitat. 3. Purificació: per assolir els requisits d'"alta puresa" (normalment contingut de cendra inferior a 50 ppm, o fins i tot 5 ppm), la pols agregada es renta -àcid (utilitzant àcid clorhídric, etc.) o àcid fluorhídric. cloració a alta{10}temperatura per eliminar eficaçment les impureses metàl·liques.

Pas 2: mescla i modelat (pas bàsic)
1. Addició de lligant: la pols agregada graduada es barreja amb un aglutinant (normalment quitrà de hulla de temperatura mitjana- o alta-) mentre s'escalfa. L'objectiu de la barreja és recobrir uniformement la superfície de cada partícula agregada amb el quitrà, formant una pasta plàstica.
2. Premsat isostàtic: Aquesta és la clau per aconseguir blocs de grafit "isòtrops". La pasta es col·loca en un motlle de goma elàstic, segella i després es col·loca en una premsa isostàtica d'alta pressió-omple d'oli hidràulic (o aigua). Una bomba d'alta pressió -aplica una pressió uniforme (normalment 100-200 MPa) al líquid. Com que la pressió del líquid és igual en totes les direccions, la pasta es comprimeix uniformement en totes les dimensions, donant lloc a una disposició desordenada de les partícules internes, eliminant l'orientació de les partícules causada pel premsat convencional. El resultat és un cos verd amb una estructura uniforme i densitat constant.

Pas 3: calcinació
El cos verd format es col·loca en un calciner i s'escalfa lentament a aproximadament 1000 graus sota una atmosfera protectora (ja sigui amb pols de coc o amb un gas inert). Durant aquest procés, la breu aglutinant pateix complexes reaccions de descomposició i polimerització, transformant-se en un coc de breu fort, que uneix fermament les partícules agregades i transforma el cos verd en un cos de carboni amb alta resistència mecànica.

Pas 4: Grafitització
Aquest és el procés bàsic que imparteix propietats del grafit al material. El cos de carboni calcinat es col·loca en un forn Acheson o en un forn de grafitització en tàndem escalfat internament sota una atmosfera de gas inert, escalfant-lo directament a temperatures de 2000-3000 graus. A aquestes temperatures extremes, els àtoms de carboni "turboestratics" desordenats dins del material de carboni es reorganitzen, formant una estructura de cristall de grafit tridimensional regular. Aquest procés millora significativament la conductivitat elèctrica i tèrmica del material, la resistència al xoc tèrmic i l'estabilitat química, i volatilitza encara més la majoria d'impureses residuals, aconseguint la màxima puresa ultra alta.

Pas 5: mecanitzat i inspecció de qualitat
Després de la grafitització, els blancs es tornen, es fresen, es planxen i es rectifican amb màquines-eina CNC d'alta{0}}precisió segons els dibuixos del client, i finalment es produeixen productes de grafit premsats isostàticament i d'alta-puresa. Abans de l'enviament, es sotmeten a proves rigoroses de densitat, duresa, resistivitat, contingut de cendra i resistència a la flexió.

En resum, les propietats excepcionals dels blocs de grafit d'alta-puresa-de gran puresa, alta densitat, isotropia i excel·lents propietats tèrmiques i elèctriques- premsats isostàticament-s'aconsegueixen mitjançant una cadena de procés meticulosament controlada: "refinament de la matèria primera → premsat isotròpic → calcinació i temperatura alta- grafitització i cristal·lització a ultra-alta-temperatura". El premsat isostàtic garanteix la uniformitat estructural, mentre que la grafitització a alta -temperatura determina les propietats físiques i químiques finals.

Sobre els EUA