Ievads pamatzināšanām un grafīta materiālu rūpnieciskiem pielietojumiem
I. Kas ir grafīta materiāls
Grafīts ir nemetālisks materiāls, kas sastāv no oglekļa elementiem un kam ir unikāla slāņveida kristāla struktūra. Pateicoties šai īpašajai struktūrai, grafītam ir lieliska elektrovadītspēja, siltumvadītspēja un augsta -temperatūras izturība, tāpēc to plaši izmanto dažādās rūpniecības jomās.
Grafīta materiālus parasti iedala divās kategorijās: dabiskais grafīts un mākslīgais grafīts. Tostarp mākslīgais grafīts tiek ražots augstas-temperatūras grafitizācijas procesā, un tam ir stabilākas īpašības, tādējādi to plašāk izmanto rūpnieciskajā ražošanā un precīzās apstrādes jomās.
Mūsdienu rūpniecībā grafīts ir kļuvis par svarīgu inženiertehnisko materiālu, kam ir izšķiroša nozīme, jo īpaši augstas temperatūras{0}}iekārtās, pusvadītāju ražošanā, jaunās enerģētikas nozarēs un metalurģijas nozarēs.
II. Grafīta materiālu galvenās īpašības
Iemesls, kāpēc grafītu var plaši izmantot daudzās rūpniecības jomās, galvenokārt ir saistīts ar tā unikālajām fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām.
1. Augstas -temperatūras izturības veiktspēja
Grafīts var izturēt temperatūru virs 3000 grādiem inertā atmosfērā vai vakuuma vidē, kas ir daudz augstāka nekā vairumam metāla materiālu. Tāpēc grafītu bieži izmanto augstas temperatūras -temperatūras krāšņu iekārtās un kristālu audzēšanas iekārtās.
2. Vadošās īpašības
Grafītam ir lieliska elektrovadītspēja, un tas ir izplatīts vadošs materiāls. Piemēram, elektriskās izlādes apstrādē (EDM) plaši tiek izmantoti grafīta elektrodi.
3 Siltuma vadīšanas veiktspēja
Grafītam ir lieliska siltumvadītspēja, kas ļauj tam ātri nodot siltumu, tādējādi nodrošinot vienmērīgu un stabilu iekārtu temperatūru.
4. Termiskā triecienizturība
Grafīta termiskās izplešanās koeficients ir salīdzinoši zems. Ir mazāka iespēja izveidot plaisas straujas sildīšanas vai dzesēšanas apstākļos, un tādējādi tai ir augsta stabilitāte augstas temperatūras rūpnieciskajās iekārtās.
5. Ķīmiskā stabilitāte
Grafīts uzrāda spēcīgu ķīmisko stabilitāti augstas{0}}temperatūras apstākļos, un tam ir lieliska izturība pret koroziju pret lielāko daļu skābju un bāzu.
III. Galvenie grafīta materiālu veidi
Atkarībā no ražošanas procesu un materiālu konstrukciju atšķirībām rūpniecisko grafītu galvenokārt var klasificēt šādās kategorijās.
Izobārais blīvēšanas grafīts
Izostatiskais grafīts pašlaik ir viens no labākajiem{0}}grafīta materiāliem. Šis materiāls tiek ražots, izmantojot izostatiskās presēšanas procesu, un tam ir tādas īpašības kā vienmērīga struktūra, augsts blīvums un augsta mehāniskā izturība.
Galvenās pielietojuma jomas ir:
Pusvadītāju iekārtas
Viena kristāla krāsns termiskais lauks
Fotoelementu rūpniecība
Augstas{0}}temperatūras rūpnieciskā krāsns
2. Formēts grafīts
Presēto grafītu ražo, presējot veidnēs, kam ir salīdzinoši zemas izmaksas un tas ir piemērots vispārējām rūpnieciskajām iekārtām.
Kopējās lietojumprogrammas ietver:
Grafīta tīģelis
Grafīta veidne
Metalurģijas rūpniecības iekārtas
3. Grafīta saspiešana
Grafīts tiek ražots, izmantojot ekstrūzijas procesu, un tas ir piemērots garu sloksņu vai stieņu -formas sastāvdaļu ražošanai.
Parastie produkti ietver:
Grafīta stienis
Grafīta elektrods
Grafīta sildelements
IV. Grafīta izstrādājumu galvenie rūpnieciskie pielietojumi
Attīstoties rūpnieciskajām tehnoloģijām, grafīta izstrādājumu pielietojuma jomas ir nepārtraukti paplašinājušās.
1. Fotoelementu un monokristāliskā silīcija rūpniecība
Viena{0}}kristāla silīcija audzēšanas iekārtās termiskā lauka sistēmā plaši tiek izmantoti grafīta materiāli, piemēram:
Grafīta tīģelis
Grafīta plūsmas virzošā caurule
Grafīta sildītājs
Grafīta izolācijas caurule
Šiem komponentiem ir izšķiroša nozīme kristāla augšanas procesā.
2. Pusvadītāju rūpniecība
Grafītu plaši izmanto pusvadītāju ražošanas iekārtās, piemēram:
Grafīta armatūra
Grafīta laiva
Grafīta paplāte
Vafeļu nesējs
Pateicoties tā augstajai tīrībai un augstajai{0}}temperatūras izturībai, grafīts ir ļoti piemērots izmantošanai pusvadītāju ražošanas vidēs.
3 elektriskās izlādes apstrāde (EDM)
Grafīta elektrodi ir svarīgs instrumenta materiāls elektriskās izlādes apstrādei, kam ir liels apstrādes ātrums un mazs nodilums.
4. Metalurģijas rūpniecība
Grafīta materiālus parasti izmanto metalurģijas rūpniecībā, lai ražotu:
Grafīta veidne
Nepārtrauktas liešanas grafīts
Grafīta tīģelis
Šie izstrādājumi var izturēt augstas{0}}temperatūras vidi metālu kausēšanai.
5 Augstas temperatūras{1}}rūpnieciskās iekārtas
Grafīta materiāli tiek plaši izmantoti arī dažādās augstas temperatūras{0}}rūpniecisko krāšņu iekārtās, piemēram:
Grafīta sildītājs
Grafīta izolācijas plāksne
Grafīta izolācijas gabals
Grafīta konstrukcijas sastāvdaļas
V. Grafīta precīzās apstrādes tehnoloģija
Tā kā rūpniecisko iekārtu precizitātes prasības turpina pieaugt, nepārtraukti tiek uzlabota arī grafīta izstrādājumu apstrādes tehnoloģija.
Mūsdienu grafīta apstrādē precīzai apstrādei parasti tiek izmantotas CNC ciparu vadības iekārtas, tādējādi nodrošinot izstrādājumu izmēru precizitāti un virsmas kvalitāti.
Galvenie grafīta apstrādes procesi ir:
CNC apstrāde
Grafīta virpošanas apstrāde
Grafīta frēzēšanas apstrāde
Grafīta urbšanas apstrāde
Izmantojot uzlabotas apstrādes iekārtas, var izgatavot dažādas sarežģītas{0}}formas grafīta sastāvdaļas.
VI. Grafīta rūpniecības attīstības tendences
Pēdējos gados, attīstoties jaunajām enerģētikas un pusvadītāju nozarēm, pieprasījums pēc grafīta materiāliem turpina pieaugt.
Galvenie grafīta nozares attīstības virzieni nākotnē ir:
Jauni enerģijas bateriju materiāli
Pusvadītāju iekārtu materiāli
Fotoelementu viena{0}kristāla krāsns termiskais lauks
Augstas{0}}temperatūras rūpnieciskās iekārtas
Jo īpaši, pateicoties jaunām enerģētikas un pusvadītāju nozarēm, grafīta materiālu tirgus turpinās augt ilgu laiku.
