Izotropné grafitové aplikácie

1. Elektródy pre EDM

Electrical Discharge Machining (EDM) je moderný proces tepelného ablačného obrábania pre všetky vodivé materiály pre vysoko presné spracovanie materiálov. Hlavnými oblasťami použitia EDM sú výroba vstrekovacích foriem, foriem na tlakové liatie, kovacích zápustiek a prototypov. Spracováva sa princípom korózie pulzným výbojom a obrobok a spracovacia elektróda sú umiestnené v izolačnej kvapaline, ako je petrolej, a obrobok lokálne generuje vysokú teplotu a vysoký tlak v momente vybíjania, takže kov je rýchlo roztavený a splynovaný a je vhodný na spracovanie tvarovo zložitých výrobkov a tvrdých materiálov. Grafit má vysoký bod topenia, je dobrým vodičom elektriny a má silnú odolnosť proti tepelným šokom, čo z neho robí vynikajúci elektródový materiál pre EDM. V porovnaní s medenými elektródami má rad výhod, ako je nízka spotreba elektród, rýchla rýchlosť spracovania, nízka hustota, pohodlné obrábanie a nízke náklady.

Špeciálne grafitové elektródy sa stávajú čoraz dôležitejšími pri obrábaní elektrickým výbojom (EDM), keď sa vyžaduje veľmi vysoká presnosť a pokročilé konštrukcie. Obyčajný grafitový materiál je hrubozrnný anizotropný grafit s nízkou hustotou, ktorý nemôže spĺňať potreby EDM, zatiaľ čo elektróda s izotropným grafitom s vysokou hustotou má rovnomernú, hustú a vysokú presnosť obrábania, čo môže spĺňať požiadavky v tomto smere.

2. Polovodičový priemysel

Polovodičový priemysel je oblasťou aplikácií s najrýchlejšie rastúcim dopytom. Grafit potiahnutý SiC s izotropným grafitom s vysokou hustotou ako základným materiálom možno zhruba použiť na ohrievače na výrobu kremíkových kryštálov, téglikov, vykurovacích telies a platní na ťahanie kremíkových monokryštálov. Poličky na povrchové vrstvenie kremíkových doštičiek, formy na balenie integrovaných obvodov, vykurovacie telesá a tégliky pre zložené polovodiče atď. zaujímajú značný podiel na trhu. V týchto výrobkoch je vďaka dobrej izotropii grafitu zahrievanie a zahrievanie rovnomernejšie, takže to nielen zlepšuje kvalitu výrobkov, ale aj predlžuje životnosť zariadení alebo spotrebičov.

3. Jadrový grafit

Jadro jadrového reaktora pozostáva z jadrového paliva, konštrukčných materiálov a moderátorových materiálov. Stupeň anizotropie grafitu má mimoriadne dôležitý vplyv na bezpečnú prevádzku jadrových reaktorov. Konštrukčný návrh vysokoteplotného plynom chladeného reaktora by mal zabezpečiť, aby sa rozmerové zmeny medzi grafitovými komponentmi navzájom neobmedzovali počas prevádzky reaktora, aby sa predišlo nadmernému namáhaniu a viedlo k poškodeniu grafitových komponentov; zároveň by medzera medzi grafitovými komponentmi mala byť čo najmenšia, aby sa znížil únik chladiacej kvapaliny. tok. Stupeň anizotropie grafitu by preto mal byť čo najmenší, zvyčajne menší ako 1,3, výhodne menší ako 1,05.

Izotropný grafit s vysokou hustotou má mierne mechanické vlastnosti, najmä vynikajúce mechanické vlastnosti pri vysokých teplotách, veľkú tepelnú vodivosť a nízky koeficient lineárnej rozťažnosti. Vo viacúčelových vysokoteplotných plynom chladených reaktoroch sa používa hlavne ako reflektor, moderátor a štruktúra aktívnej zóny. Materiál spolu s jadrovým palivom tvorí jadrovú palivovú kazetu. Je vystavený vysokoenergetickému žiareniu gama a rýchlemu neutrónovému žiareniu pri teplote 400 až 1200 stupňov C počas niekoľkých rokov, čo ľahko spôsobí poškodenie pomocným ožiarením, čím sa zmení štruktúra a vlastnosti grafitu. Preto sa vyžaduje, aby materiál mal vysoký stupeň grafitizácie, dobrú izotropiu, jednotné zloženie a nízky modul pružnosti. Súčasný jadrový grafit mojej krajiny závisí hlavne od dovozu.

4. Hutnícky priemysel

Používa sa hlavne na kovové formy na plynulé odlievanie a vysokoteplotné a vysokotlakové formovacie materiály na výrobu supertvrdých materiálov. Vďaka svojej jemnej časticovej štruktúre, vysokej mechanickej pevnosti a rovnomernej tepelnej vodivosti robí izotropný grafit s vysokou hustotou hladký povrch výrobkov kontinuálneho odlievania a formovania, vysokú vnútornú kvalitu a dlhú životnosť a je vynikajúcim materiálom pre formy..Pre veľké spekané materiály je hrúbka steny formy čo najtenšia a je potrebné použiť jemnú štruktúru izotropného grafitu s vysokou pevnosťou.

5. Strojársky priemysel

Používa sa v uhlíkových kefkách, mechanických upchávkach, kolektorových doskách kontaktných kolies atď., pričom vysoká mazivosť a vysoká vodivosť sú mimoriadne dôležité, pričom sa vyžaduje presnosť spracovania. Bežné grafitové materiály musia byť impregnované živicou a kovom, aby sa zlepšila pevnosť a vzduchotesnosť, ale rozsah ich použitia je obmedzený z hľadiska odolnosti proti korózii a odolnosti voči vysokej teplote. Izotropný grafit s vysokou hustotou má nízky koeficient trenia a dobrú tepelnú vodivosť. Klzné trecie materiály, ako sú ložiská, tesniace krúžky pre mechanické upchávky, piestne krúžky atď.