Bagaimana untuk Memilih Produk Grafit Optimum untuk Aplikasi Anda?

Grafit ialah alotrop karbon dengan struktur berlapis kristal heksagon. Ia mempunyai kekonduksian elektrik yang sangat baik, kekonduksian haba, pelinciran, rintangan suhu tinggi, rintangan kejutan haba dan kestabilan kimia, dan dikenali sebagai "emas hitam". Atas sebab-sebab ini, ia digunakan secara meluas dalam metalurgi, jentera, kejuruteraan kimia, fotovoltaik, semikonduktor, industri nuklear, pertahanan negara dan industri aeroangkasa, dan telah menjadi bahan bukan logam yang sangat diperlukan untuk pembangunan teknologi tinggi dan baharu hari ini.

Senario aplikasi yang berbeza mempunyai keperluan prestasi yang berbeza-beza untuk produk grafit, menjadikan pemilihan bahan yang tepat sebagai langkah teras dalam aplikasi produk grafit. Memilih komponen grafit dengan prestasi yang sepadan dengan senario aplikasi bukan sahaja dapat memanjangkan hayat perkhidmatannya dengan berkesan dan mengurangkan kekerapan penggantian dan kos, tetapi juga membantu meningkatkan kualiti pengeluaran dan hasil produk akhir.

1. Ketulenan Bahan Grafit

Ketulenan bahan grafit secara langsung menentukan ketahanan komponen. Kekotoran (seperti Fe, Si, Al) dalam komponen grafit akan membentuk sebatian takat lebur rendah dalam persekitaran vakum suhu tinggi, yang perlahan-lahan menghakis komponen grafit dan membawa kepada keretakan dan kerosakan. Bagi penggunaan relau vakum berketepatan tinggi dalam medan semikonduktor, komponen teras seperti pemanas grafit, mangkuk pijar grafit, silinder penebat grafit dan pembawa grafit hendaklah diperbuat daripada grafit ketulenan tinggi dengan ketulenan 5N dan ke atas, dan kandungan abu bahan hendaklah dikawal dengan ketat di bawah 10ppm.

2. Ketumpatan dan Struktur Bahan Grafit

Ketumpatan dan struktur sering diabaikan dalam pemilihan bahan grafit, namun kedua-dua penunjuk ini merupakan faktor teras yang menentukan kejutan haba dan rintangan rayapan komponen grafit. Semakin tinggi ketumpatan bahan grafit, semakin rendah keliangan komponen, semakin kuat rintangannya terhadap penembusan gas dan kejutan haba, dan semakin kecil kemungkinan mereka retak semasa digunakan. Ambil grafit yang ditekan secara isostatik sebagai contoh: grafit jenis ini mempunyai ralat isotropik kurang daripada 1% dan ciri pengembangan haba yang seragam. Rintangan kejutan habanya lebih daripada 30% lebih tinggi daripada grafit acuan biasa, dan rintangan rayapannya adalah 3 hingga 5 kali ganda daripada grafit tersemperit, menjadikannya bahan ideal untuk relau vakum yang tertakluk kepada kitaran haba yang kerap.

3. Padanan Suhu

Tidak perlu membuta tuli mengejar bahan mewah untuk pemilihan komponen grafit. Pemilihan bahan yang tepat berdasarkan suhu operasi maksimum relau vakum bukan sahaja dapat mengawal kos tetapi juga memastikan ketahanan komponen, mencapai prestasi kos maksimum.

Suhu operasi adalah di bawah 1600 ℃:Grafit ketulenan tinggi biasa boleh digunakan untuk memenuhi keperluan aplikasi asas.

Suhu operasi pada 1600 ℃ hingga 2000 ℃:Berbutir halus berketulenan tinggigrafit isostatikadalah pilihan yang sesuai, yang mengimbangi ketahanan dan prestasi kos.

Suhu operasi melebihi 2000 ℃:Grafit isostatik, grafit pirolitik atau komposit C/C hendaklah dipilih untuk memastikan prestasi berterusan di bawah keadaan operasi suhu tinggi yang teruk.

4. Rawatan Permukaan

Mengaplikasikan rawatan permukaan yang sesuai pada komponen grafit adalah sama dengan menambahkan "perisai pelindung" padanya, yang boleh menahan pengoksidaan dan hakisan sederhana secara berkesan dan memanjangkan hayat perkhidmatannya. Berikut adalah beberapa kaedah rawatan permukaan biasa untuk komponen grafit:

Salutan SiC CVD

Seragam dan padatSalutan CVD SiCboleh meningkatkan suhu rintangan pengoksidaan komponen grafit dengan ketara, dan sesuai untuk kebanyakan komponen grafit relau vakum sepertipemanas, mangkuk pijardan silinder penebat. Salutan ini berkesan boleh menahan hakisan gas kimia seperti oksigen, klorin dan wap silikon dalam persekitaran operasi.

Salutan TaC

Berbanding dengan salutan CVD SiC,salutan tantalum karbidamempunyai rintangan kakisan yang lebih baik dan rintangan suhu tinggi, dan boleh menahan suhu ultra tinggi dan persekitaran kakisan kimia yang melampau, seperti senario aplikasi keras relau pertumbuhan kristal silikon karbida.

Penyusupan Silikon/Ketumpatan Permukaan

Rawatan penyusupan silikon disyorkan untuk beberapa komponen grafit galas beban dan komposit C/C. Selepas rawatan, kekerasan, rintangan haus dan rintangan rayapan komponen akan bertambah baik. Impregnasi resin atau rawatan karbon pirolitik juga boleh digunakan untuk mengisi liang permukaan komponen grafit, mengurangkan keluar gas dan meningkatkan sesak udara.