Grafit izostatyczny, znany również jako grafit formowany izostatycznie, odnosi się do metody, w której mieszanina surowców jest prasowana w prostokątne lub okrągłe bloki w systemie zwanym prasowaniem izostatycznym na zimno (CIP). Prasowanie izostatyczne na zimno to metoda obróbki materiału, w której zmiany ciśnienia zamkniętego, nieściśliwego płynu przenoszą się niezmiennie na każdą część płynu, łącznie z powierzchnią jego pojemnika.
W porównaniu z innymi technikami, takimi jak wytłaczanie i formowanie wibracyjne, technologia CIP pozwala uzyskać najbardziej izotropowy grafit syntetyczny.Grafit izostatycznyma również zazwyczaj najmniejszy rozmiar ziaren spośród wszystkich grafitów syntetycznych (około 20 mikronów).
Proces wytwarzania grafitu izostatycznego
Prasowanie izostatyczne jest procesem wieloetapowym, pozwalającym na uzyskanie niezwykle jednolitych bloków o stałych parametrach fizycznych w każdej części i punkcie.
Typowe właściwości grafitu izostatycznego:
• Wyjątkowo wysoka odporność termiczna i chemiczna
• Doskonała odporność na szok termiczny
• Wysoka przewodność elektryczna
• Wysoka przewodność cieplna
• Zwiększa wytrzymałość wraz ze wzrostem temperatury
• Łatwy w obróbce
• Możliwość produkcji o bardzo wysokiej czystości (<5 ppm)
Produkcjagrafit izostatyczny
1. Koks
Koks jest komponentem wytwarzanym w rafineriach ropy naftowej w procesie ogrzewania węgla kamiennego (600-1200°C). Proces odbywa się w specjalnie zaprojektowanych piecach koksowniczych, wykorzystujących gazy spalinowe i ograniczony dopływ tlenu. Ma wyższą wartość opałową niż konwencjonalny węgiel kopalny.
2. Zmiażdżenie
Po sprawdzeniu surowca zostaje on rozdrobniony do określonej wielkości cząstek. Specjalne maszyny do mielenia materiału przenoszą otrzymany bardzo drobny proszek węglowy do specjalnych worków i klasyfikują je według wielkości cząstek.
Poziom
Jest to produkt uboczny koksowania węgla kamiennego, czyli prażenia w temperaturze 1000-1200°C bez dostępu powietrza. Smoła to gęsta czarna ciecz.
3. Ugniatanie
Po zakończeniu procesu mielenia koksu miesza się go ze smołą. Obydwa surowce miesza się w wysokiej temperaturze, tak aby węgiel mógł się stopić i połączyć z cząsteczkami koksu.
4. Drugie sproszkowanie
Po procesie mieszania tworzą się małe kulki węglowe, które należy ponownie zmielić na bardzo drobne cząstki.
5. Prasowanie izostatyczne
Po przygotowaniu drobnych cząstek o wymaganej wielkości następuje etap prasowania. Otrzymany proszek umieszcza się w dużych formach, których wymiary odpowiadają ostatecznej wielkości bloku. Proszek węglowy w formie poddawany jest działaniu wysokiego ciśnienia (ponad 150 MPa), które wywiera taką samą siłę i ciśnienie na cząstki, układając je symetrycznie, a tym samym równomiernie rozłożone. Metoda ta pozwala na uzyskanie jednakowych parametrów grafitu w całej formie.
6. Karbonizacja
Kolejnym i najdłuższym etapem (2-3 miesiące) jest pieczenie w piecu. Materiał sprasowany izostatycznie umieszczany jest w dużym piecu, w którym temperatura dochodzi do 1000°C. Aby uniknąć uszkodzeń i pęknięć, temperatura w piecu jest stale kontrolowana. Po zakończeniu wypalania blok osiąga wymaganą twardość.
7. Impregnacja smoły
Na tym etapie blok można zaimpregnować smołą i ponownie wypalić w celu zmniejszenia jego porowatości. Impregnację przeprowadza się zazwyczaj pakiem o niższej lepkości niż pak stosowany jako spoiwo. Do dokładniejszego wypełnienia szczelin wymagana jest niższa lepkość.
8. Grafityzacja
Na tym etapie uporządkowana jest matryca atomów węgla, a proces przemiany węgla w grafit nazywa się grafityzacją. Grafityzacja polega na nagrzaniu wytworzonego bloku do temperatury około 3000°C. Po grafityzacji znacznie poprawia się gęstość, przewodność elektryczna, przewodność cieplna i odporność na korozję, a także poprawia się wydajność przetwarzania.
9. Materiał grafitowy
Po grafityzacji należy sprawdzić wszystkie właściwości grafitu – m.in. wielkość ziaren, gęstość, zginanie i wytrzymałość na ściskanie.
10. Przetwarzanie
Gdy materiał jest w pełni przygotowany i sprawdzony, można go wyprodukować zgodnie z dokumentacją klienta.
11. Oczyszczenie
Jeśli grafit izostatyczny jest stosowany w przemyśle półprzewodników, krzemu monokrystalicznego i energii atomowej, wymagana jest wysoka czystość, dlatego wszelkie zanieczyszczenia należy usunąć metodami chemicznymi. Typową praktyką usuwania zanieczyszczeń grafitowych jest umieszczenie grafityzowanego produktu w gazie halogenowym i podgrzanie go do temperatury około 2000°C.
12. Obróbka powierzchniowa
W zależności od zastosowania grafitu jego powierzchnia może być szlifowana i mieć gładką powierzchnię.
13. Wysyłka
Po końcowej obróbce gotowe detale grafitowe są pakowane i wysyłane do klienta.
Aby uzyskać więcej informacji na temat dostępnych rozmiarów, gatunków grafitu izostatycznego i cen, prosimy o kontakt. Nasi inżynierowie chętnie doradzą Ci w sprawie odpowiednich materiałów i odpowiedzą na wszystkie Twoje pytania.
Tel: +86-13373889683
WhatsAPP: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Czas publikacji: 14 września 2024 r