Как да изберете оптималните графитни продукти за вашето приложение?

Графитът е алотроп на въглерод с шестоъгълна кристална слоеста структура. Той се отличава с отлична електрическа проводимост, топлопроводимост, смазваща способност, устойчивост на висока температура, устойчивост на термичен шок и химическа стабилност и е известен като "черното злато". Поради тези причини той се използва широко в металургията, машините, химическото инженерство, фотоволтаичната, полупроводниковата, ядрената промишленост, националната отбрана и космическата промишленост и се превърна в незаменим неметален материал за развитието на високи и нови технологии днес.

Различните сценарии на приложение имат различни изисквания за производителност за графитни продукти, което прави прецизния избор на материал основна стъпка в приложението на графитни продукти. Изборът на графитни компоненти с производителност, съответстваща на сценариите на приложение, може не само ефективно да удължи техния експлоатационен живот и да намали честотата и разходите за подмяна, но също така да спомогне за подобряване на производственото качество и добива на крайните продукти.

1. Чистота на графитния материал

Чистотата на графитния материал пряко определя издръжливостта на компонентите. Примесите (като Fe, Si, Al) в графитните компоненти ще образуват съединения с ниска точка на топене във вакуумна среда с висока температура, които бавно разяждат графитните компоненти и водят до напукване и повреда. За прилагането на високопрецизни вакуумни пещи в областта на полупроводниците, основните компоненти като графитни нагреватели, графитни тигли, графитни изолационни цилиндри и графитни носители трябва да бъдат направени от графит с висока чистота с чистота от 5N и повече, а съдържанието на пепел в материала трябва да бъде строго контролирано под 10 ppm.

2. Плътност и структура на графитния материал

Плътността и структурата често се пренебрегват при избора на графитен материал, но тези два показателя са основните фактори, определящи термичния шок и устойчивостта на пълзене на графитните компоненти. Колкото по-висока е плътността на графитния материал, толкова по-ниска е порьозността на компонентите, толкова по-голяма е тяхната устойчивост на проникване на газ и термичен удар и толкова по-малка е вероятността да се напукат по време на употреба. Вземете изостатично пресован графит като пример: този тип графит има изотропна грешка по-малка от 1% и еднакви характеристики на топлинно разширение. Неговата устойчивост на термичен удар е с повече от 30% по-висока от тази на обикновения формован графит, а устойчивостта му на пълзене е 3 до 5 пъти по-голяма от тази на екструдирания графит, което го прави идеален материал за вакуумни пещи, подложени на чести термични цикли.

3. Температурно съответствие

Няма нужда сляпо да търсите материали от висок клас за избор на графитни компоненти. Прецизният избор на материал въз основа на максималната работна температура на вакуумната пещ може не само да контролира разходите, но и да гарантира издръжливостта на компонентите, постигайки максимална производителност на разходите.

Работната температура е под 1600 ℃:Обикновеният графит с висока чистота може да се използва за изпълнение на основните изисквания за приложение.

Работна температура при 1600 ℃ до 2000 ℃:Дребнозърнест с висока чистотаизостатичен графите подходящият избор, който балансира издръжливост и ефективност на разходите.

Работната температура надвишава 2000 ℃:Изостатичен графит, пиролитичен графит или C/C композити трябва да бъдат избрани, за да се осигури постоянна производителност при тежки условия на работа при високи температури.

4. Повърхностна обработка

Прилагането на подходяща повърхностна обработка на графитните компоненти е еквивалентно на добавянето на „защитен щит“ ​​към тях, който може ефективно да устои на окисляване и средна ерозия и значително да удължи техния експлоатационен живот. Следват няколко често срещани метода за повърхностна обработка на графитни компоненти:

CVD SiC покритие

Еднообразна и плътнаCVD SiC покритиеможе значително да повиши температурата на устойчивост на окисление на графитните компоненти и е подходящ за повечето графитни компоненти на вакуумни пещи като напр.нагреватели, тигелии изолационни цилиндри. Това покритие може ефективно да устои на ерозията на химически газове като кислород, хлор и силициеви пари в работната среда.

TaC покритие

В сравнение с CVD SiC покритие,покритие от танталов карбидима по-добра устойчивост на корозия и устойчивост на висока температура и може да издържи на свръхвисока температура и екстремна химическа корозионна среда, като сценариите на сурово приложение на пещите за растеж на кристали от силициев карбид.

Силициева инфилтрация/повърхностно уплътняване

Третирането със силициева инфилтрация се препоръчва за някои носещи графитни компоненти и C/C композити. След обработката твърдостта, устойчивостта на износване и устойчивостта на пълзене на компонентите ще бъдат значително подобрени. Импрегнирането със смола или обработката с пиролитичен въглен също може да се използва за запълване на повърхностните пори на графитните компоненти, намаляване на отделянето на газове и подобряване на въздухонепроницаемостта.