Izotropní grafitové aplikace

1. Elektrody pro EDM

Electrical Discharge Machining (EDM) je moderní obráběcí proces termické ablace pro všechny vodivé materiály pro vysoce přesné zpracování materiálů. Hlavními oblastmi použití EDM jsou výroba vstřikovacích forem, forem pro tlakové lití, kovacích zápustek a prototypů. Zpracovává se na principu koroze pulzním výbojem a obrobek a zpracovací elektroda jsou umístěny v izolační kapalině, jako je petrolej, a obrobek lokálně generuje vysokou teplotu a vysoký tlak v okamžiku vybití, takže kov je rychle roztavený a zplynovaný a je vhodný pro zpracování tvarově složitých výrobků a tvrdých materiálů. Grafit má vysoký bod tání, je dobrým vodičem elektřiny a má silnou odolnost proti tepelným šokům, což z něj činí vynikající elektrodový materiál pro elektroerozivní obrábění. Ve srovnání s měděnými elektrodami má řadu výhod, jako je nízká spotřeba elektrod, rychlá rychlost zpracování, nízká hustota, pohodlné obrábění a nízké náklady.

Speciální grafitové elektrody se stávají stále důležitějšími v elektroerozivním obrábění (EDM), kde je vyžadována velmi vysoká přesnost a pokročilé konstrukce. Obyčejný grafitový materiál je hrubozrnný nízkohustotní anizotropní grafit, který nemůže splnit potřeby EDM, zatímco vysokohustotní izotropní grafitová elektroda má rovnoměrnou, hustou a vysokou přesnost obrábění, což může požadavky v tomto ohledu splnit.

2. Polovodičový průmysl

Polovodičový průmysl je aplikační oblastí s nejrychleji rostoucí poptávkou. Grafit potažený SiC s vysokohustotním izotropním grafitem jako základním materiálem lze zhruba použít pro ohřívače pro výrobu křemíkových krystalů, kelímky, topná tělesa a desky pro vytahování křemíkových monokrystalů. Značný podíl na trhu zaujímají police pro povrchové vrstvení křemíkových plátků, formy na balení integrovaných obvodů, topná tělesa a kelímky pro složené polovodiče atd. U těchto výrobků je díky dobré izotropii grafitu zahřívání a zahřívání rovnoměrnější, takže nejen zlepšuje kvalitu výrobků, ale také prodlužuje životnost zařízení nebo spotřebičů.

3. Jaderný grafit

Jádro jaderného reaktoru se skládá z jaderného paliva, konstrukčních materiálů a moderátorových materiálů. Stupeň anizotropie grafitu má mimořádně důležitý vliv na bezpečný provoz jaderných reaktorů. Konstrukční řešení vysokoteplotního plynem chlazeného reaktoru by mělo zajistit, aby se rozměrové změny mezi grafitovými komponentami během provozu reaktoru vzájemně neomezovaly, aby nedocházelo k nadměrnému namáhání a vede k poškození grafitových komponent; zároveň by mezera mezi grafitovými součástmi měla být co nejmenší, aby se snížil únik chladicí kapaliny. tok. Stupeň anizotropie grafitu by proto měl být co nejmenší, obvykle menší než 1,3, výhodně menší než 1,05.

Izotropní grafit s vysokou hustotou má střední mechanické vlastnosti, zejména vynikající mechanické vlastnosti při vysokých teplotách, velkou tepelnou vodivost a nízký koeficient lineární roztažnosti. Ve víceúčelových vysokoteplotních plynem chlazených reaktorech se používá především jako reflektor, moderátor a struktura aktivní zóny. Materiál spolu s jaderným palivem tvoří jaderný palivový soubor. Je vystaveno vysokoenergetickému záření gama a rychlému neutronovému záření při teplotě 400 až 1200 °C po dobu několika let, což snadno způsobí poškození pomocným ozářením a tím změní strukturu a vlastnosti grafitu. Proto se požaduje, aby materiál měl vysoký stupeň grafitizace, dobrou izotropii, jednotné složení a nízký modul pružnosti. Současný jaderný grafit v mé zemi závisí hlavně na dovozu.

4. Hutní průmysl

Používá se hlavně pro kovové formy pro plynulé lití a vysokoteplotní a vysokotlaké formovací materiály pro výrobu supertvrdých materiálů. Díky své jemné struktuře částic, vysoké mechanické pevnosti a rovnoměrnému vedení tepla činí izotropní grafit s vysokou hustotou hladký povrch výrobků pro plynulé lití a formování, vysokou vnitřní kvalitu a dlouhou životnost a je vynikajícím materiálem pro formy..U velkých slinutých materiálů je tloušťka stěny formy co nejtenčí a je nutné použít jemnou strukturu izotropního grafitu s vysokou pevností.

5. Strojírenství

Používá se v uhlíkových kartáčích, mechanických ucpávkách, sběrných deskách kontaktních kol atd. a vysoká mazivost a vysoká vodivost jsou extrémně důležité při požadavku na přesnost zpracování. Běžné grafitové materiály je třeba impregnovat pryskyřicí a kovem, aby se zlepšila pevnost a vzduchotěsnost, ale rozsah jejich použití je omezený z hlediska odolnosti proti korozi a odolnosti vůči vysokým teplotám. Izotropní grafit s vysokou hustotou má nízký koeficient tření a dobrou tepelnou vodivost. Kluzné třecí materiály, jako jsou ložiska, těsnicí kroužky pro mechanické ucpávky, pístní kroužky atd.