Hoe selecteert u de optimale grafietproducten voor uw toepassing?

Grafiet is een allotroop van koolstof met een hexagonale kristallaagstructuur. Het beschikt over uitstekende elektrische geleidbaarheid, thermische geleidbaarheid, gladheid, hoge temperatuurbestendigheid, thermische schokbestendigheid en chemische stabiliteit, en staat bekend als het "zwarte goud". Om deze redenen wordt het veel gebruikt in de metallurgie, machines, chemische technologie, fotovoltaïsche energie, halfgeleiderindustrie, nucleaire industrie, nationale defensie en ruimtevaartindustrie, en is het een onmisbaar niet-metaalachtig materiaal geworden voor de ontwikkeling van hoogwaardige en nieuwe technologieën van vandaag.

Verschillende toepassingsscenario's stellen verschillende prestatie-eisen voor grafietproducten, waardoor nauwkeurige materiaalkeuze een kernstap is bij de toepassing van grafietproducten. Door grafietcomponenten te kiezen waarvan de prestaties overeenkomen met de toepassingsscenario's, kan niet alleen hun levensduur effectief worden verlengd en de vervangingsfrequentie en -kosten worden verlaagd, maar ook de productiekwaliteit en het rendement van eindproducten worden verbeterd.

1. Zuiverheid van grafietmateriaal

De zuiverheid van grafietmateriaal bepaalt rechtstreeks de duurzaamheid van componenten. Onzuiverheden (zoals Fe, Si, Al) in grafietcomponenten zullen verbindingen met een laag smeltpunt vormen in een vacuümomgeving met hoge temperatuur, die de grafietcomponenten langzaam eroderen en tot scheuren en schade leiden. Voor de toepassing van uiterst nauwkeurige vacuümovens op het gebied van halfgeleiders moeten kerncomponenten zoals grafietverwarmers, grafietkroezen, grafietisolatiecilinders en grafietdragers worden gemaakt van zeer zuiver grafiet met een zuiverheid van 5N en hoger, en het asgehalte van het materiaal moet strikt worden gecontroleerd onder 10 ppm.

2. Dichtheid en structuur van grafietmateriaal

Dichtheid en structuur worden vaak over het hoofd gezien bij de selectie van grafietmaterialen, maar toch zijn deze twee indicatoren de kernfactoren die de thermische schok en kruipweerstand van grafietcomponenten bepalen. Hoe hoger de dichtheid van het grafietmateriaal, hoe lager de porositeit van de componenten, hoe sterker hun weerstand tegen gaspenetratie en thermische schokken, en hoe kleiner de kans dat ze tijdens gebruik barsten. Neem als voorbeeld isostatisch geperst grafiet: dit type grafiet heeft een isotrope fout van minder dan 1% en uniforme thermische uitzettingseigenschappen. De thermische schokbestendigheid is meer dan 30% hoger dan die van gewoon gegoten grafiet, en de kruipweerstand is 3 tot 5 keer die van geëxtrudeerd grafiet, waardoor het een ideaal materiaal is voor vacuümovens die worden blootgesteld aan frequente thermische cycli.

3. Temperatuuraanpassing

Het is niet nodig om blindelings op zoek te gaan naar hoogwaardige materialen voor de selectie van grafietcomponenten. Nauwkeurige materiaalkeuze op basis van de maximale bedrijfstemperatuur van de vacuümoven kan niet alleen de kosten beheersen, maar ook de duurzaamheid van componenten garanderen, waardoor de maximale kostenprestaties worden bereikt.

De bedrijfstemperatuur is lager dan 1600℃:Gewoon grafiet met een hoge zuiverheidsgraad kan worden gebruikt om aan de basistoepassingsvereisten te voldoen.

De bedrijfstemperatuur bij 1600℃ tot 2000℃:Zeer zuiver fijnkorreligisostatisch grafietis de geschikte keuze, die duurzaamheid en kostenprestaties in evenwicht houdt.

De bedrijfstemperatuur overschrijdt 2000℃:Er moet worden gekozen voor isostatisch grafiet, pyrolytisch grafiet of C/C-composieten om constante prestaties te garanderen onder zware bedrijfsomstandigheden bij hoge temperaturen.

4. Oppervlaktebehandeling

Het toepassen van de juiste oppervlaktebehandeling op grafietcomponenten staat gelijk aan het toevoegen van een "beschermend schild" eraan, dat effectief bestand is tegen oxidatie en gemiddelde erosie en hun levensduur aanzienlijk verlengt. Hieronder volgen enkele veelgebruikte oppervlaktebehandelingsmethoden voor grafietcomponenten:

CVD SiC-coating

Een uniform en dichtCVD SiC-coatingkan de oxidatieweerstandstemperatuur van grafietcomponenten aanzienlijk verhogen en is geschikt voor de meeste grafietcomponenten van vacuümovens zoalsverwarmers, smeltkroezenen isolatiecilinders. Deze coating is effectief bestand tegen de erosie van chemische gassen zoals zuurstof, chloor en siliciumdamp in de werkomgeving.

TaC-coating

Vergeleken met CVD SiC-coating,tantaalcarbide coatingheeft een betere corrosieweerstand en weerstand tegen hoge temperaturen, en is bestand tegen ultrahoge temperaturen en extreme chemische corrosie-omgevingen, zoals de zware toepassingsscenario's van siliciumcarbide-kristalgroeiovens.

Siliciuminfiltratie/oppervlakteverdichting

Voor sommige dragende grafietcomponenten en C/C-composieten wordt een siliciuminfiltratiebehandeling aanbevolen. Na de behandeling zullen de hardheid, slijtvastheid en kruipvastheid van de componenten sterk verbeterd worden. Harsimpregnatie of pyrolytische koolstofbehandeling kunnen ook worden toegepast om de oppervlakteporiën van grafietcomponenten te vullen, ontgassing te verminderen en de luchtdichtheid te verbeteren.