Kuinka valita sovelluksellesi optimaaliset grafiittituotteet?

Grafiitti on hiilen allotrooppi, jolla on kuusikulmainen kidekerrosrakenne. Sillä on erinomainen sähkönjohtavuus, lämmönjohtavuus, voitelevuus, korkean lämpötilan kestävyys, lämpöiskun kestävyys ja kemiallinen stabiilisuus, ja se tunnetaan nimellä "musta kulta". Näistä syistä sitä käytetään laajalti metallurgiassa, koneissa, kemianteollisuudessa, aurinkosähkö-, puolijohde-, ydinteollisuudessa, maanpuolustuksessa ja ilmailuteollisuudessa, ja siitä on tullut korvaamaton ei-metallinen materiaali korkean ja uuden teknologian kehittämiseen nykyään.

Eri sovellusskenaarioissa on erilaiset suorituskykyvaatimukset grafiittituotteille, mikä tekee tarkasta materiaalin valinnasta grafiittituotteiden käytön ydinvaiheen. Grafiittikomponenttien valitseminen, joiden suorituskyky vastaa sovellusskenaarioita, ei ainoastaan ​​pidennä niiden käyttöikää ja vähentää vaihtotiheyttä ja kustannuksia, vaan myös parantaa lopputuotteiden tuotannon laatua ja tuottoa.

1. Grafiittimateriaalin puhtaus

Grafiittimateriaalin puhtaus määrää suoraan komponenttien kestävyyden. Grafiittikomponenttien epäpuhtaudet (kuten Fe, Si, Al) muodostavat korkean lämpötilan tyhjiöympäristössä matalan sulamispisteen yhdisteitä, jotka syöpyvät hitaasti grafiittikomponentteja ja johtavat halkeiluihin ja vaurioihin. Puolijohdekentällä käytettäessä erittäin tarkkoja tyhjiöuuneja ydinkomponentit, kuten grafiittilämmittimet, grafiittiupokkaat, grafiittieristyssylinterit ja grafiittikannattimet, on valmistettava erittäin puhtaasta grafiitista, jonka puhtaus on vähintään 5 N, ja materiaalin tuhkapitoisuutta on valvottava tiukasti alle 10 ppm.

2. Grafiittimateriaalin tiheys ja rakenne

Tiheys ja rakenne jäävät usein huomiotta grafiittimateriaalien valinnassa, mutta nämä kaksi indikaattoria ovat keskeisiä tekijöitä, jotka määrittävät grafiittikomponenttien lämpöiskun ja virumiskeston. Mitä suurempi grafiittimateriaalin tiheys on, sitä pienempi on komponenttien huokoisuus, sitä vahvempi on niiden kaasunläpäisy- ja lämpöshokkien vastustuskyky ja sitä vähemmän todennäköistä on, että ne halkeilevat käytön aikana. Otetaan esimerkkinä isostaattisesti puristettu grafiitti: tämän tyyppisen grafiitin isotrooppinen virhe on alle 1 % ja lämpölaajenemisominaisuudet ovat tasaiset. Sen lämpöiskunkestävyys on yli 30 % korkeampi kuin tavallisen muovatun grafiitin, ja sen virumiskestävyys on 3–5 kertaa ekstrudoidun grafiitin kestävyys, mikä tekee siitä ihanteellisen materiaalin tyhjiöuuneihin, joihin kohdistuu toistuvia lämpösyklejä.

3. Lämpötilan sovitus

Grafiittikomponenttien valinnassa ei tarvitse sokeasti etsiä korkealaatuisia materiaaleja. Tyhjiöuunin maksimaaliseen käyttölämpötilaan perustuvalla tarkkalla materiaalivalinnalla voidaan paitsi hallita kustannuksia, myös varmistaa komponenttien kestävyys ja saavuttaa maksimaalinen kustannustehokkuus.

Käyttölämpötila on alle 1600 ℃:Tavallista erittäin puhdasta grafiittia voidaan käyttää täyttämään sovelluksen perusvaatimukset.

Käyttölämpötila 1600 ℃ - 2000 ℃:Erittäin puhdasta hienorakeistaisostaattinen grafiittion sopiva valinta, joka tasapainottaa kestävyyden ja kustannustehokkuuden.

Käyttölämpötila ylittää 2000 ℃:Isostaattinen grafiitti, pyrolyyttinen grafiitti tai C/C-komposiitit tulee valita, jotta varmistetaan jatkuva suorituskyky ankarissa korkeissa lämpötiloissa.

4. Pintakäsittely

Asianmukaisen pintakäsittelyn soveltaminen grafiittikomponentteihin vastaa "suojakilven" lisäämistä niihin, mikä kestää tehokkaasti hapettumista ja keskieroosiota ja pidentää huomattavasti niiden käyttöikää. Seuraavassa on useita yleisiä grafiittikomponenttien pintakäsittelymenetelmiä:

CVD SiC pinnoite

Tasainen ja tiheäCVD SiC pinnoitevoi merkittävästi lisätä grafiittikomponenttien hapettumisenkestävyyttä ja sopii useimpiin tyhjiöuunien grafiittikomponentteihin, kuten esim.lämmittimet, upokkaatja eristyssylinterit. Tämä pinnoite kestää tehokkaasti kemiallisten kaasujen, kuten hapen, kloorin ja piihöyryn, kulumista käyttöympäristössä.

TaC-pinnoite

Verrattuna CVD SiC -pinnoitteeseen,tantaalikarbidipinnoitesillä on parempi korroosionkestävyys ja korkeiden lämpötilojen kestävyys, ja se kestää erittäin korkeita lämpötiloja ja äärimmäisiä kemiallisia korroosioympäristöjä, kuten piikarbidikiteiden kasvatusuunien ankaria käyttöskenaarioita.

Piin tunkeutuminen/pinnan tiivistyminen

Joillekin kantaville grafiittikomponenteille ja C/C-komposiiteille suositellaan piin infiltraatiokäsittelyä. Käsittelyn jälkeen komponenttien kovuus, kulutuskestävyys ja virumisenkestävyys paranevat huomattavasti. Hartsikyllästystä tai pyrolyyttistä hiilikäsittelyä voidaan myös käyttää täyttämään grafiittikomponenttien pintahuokoset, vähentämään kaasun muodostumista ja parantamaan ilmatiiviyttä.