Како одабрати оптималне графитне производе за своју примену?

Графит је алотроп угљеника са хексагоналном кристалном слојевитом структуром. Има одличну електричну проводљивост, топлотну проводљивост, мазивост, отпорност на високе температуре, отпорност на термички удар и хемијску стабилност, и познат је као „црно злато“. Из тих разлога се широко користи у металургији, машинама, хемијском инжењерству, фотонапонској, полупроводничкој, нуклеарној индустрији, националној одбрамбеној и ваздухопловној индустрији, а данас је постао незаменљив неметални материјал за развој високих и нових технологија.

Различити сценарији примене имају различите захтеве за перформансама за производе од графита, чинећи прецизан избор материјала кључним кораком у примени производа од графита. Одабир графитних компоненти са перформансама које одговарају сценаријима примене не само да може ефикасно продужити њихов радни век и смањити учесталост замене и трошкове, већ и помоћи у побољшању квалитета производње и приноса крајњих производа.

1. Чистоћа графитног материјала

Чистоћа графитног материјала директно одређује трајност компоненти. Нечистоће (као што су Фе, Си, Ал) у графитним компонентама ће формирати једињења ниске тачке топљења у високотемпературном вакуумском окружењу, која полако еродирају графитне компоненте и доводе до пуцања и оштећења. За примену вакуумских пећи високе прецизности у области полупроводника, компоненте језгра као што су графитни грејачи, графитни лончићи, графитни изолациони цилиндри и графитни носачи ће бити направљени од графита високе чистоће са чистоћом од 5Н и више, а садржај пепела у материјалу ће бити стриктно испод 10ппм.

2. Густина и структура графитног материјала

Густина и структура се често занемарују при одабиру графитног материјала, али ова два индикатора су кључни фактори који одређују топлотни удар и отпорност на пузање графитних компоненти. Што је већа густина графитног материјала, то је мања порозност компоненти, већа је њихова отпорност на продирање гаса и топлотни удар и мања је вероватноћа да ће пуцати током употребе. Узмимо за пример изостатски пресован графит: овај тип графита има изотропну грешку мању од 1% и уједначене карактеристике термичког ширења. Његова отпорност на топлотни удар је више од 30% већа од оне код обичног обликованог графита, а отпорност на пузање је 3 до 5 пута већа од екструдираног графита, што га чини идеалним материјалом за вакуумске пећи подвргнуте честим термичким циклусима.

3. Усклађивање температуре

Нема потребе да слепо следите врхунске материјале за избор графитних компоненти. Прецизан избор материјала на основу максималне радне температуре вакуумске пећи може не само да контролише трошкове већ и да обезбеди трајност компоненти, постижући максималне перформансе трошкова.

Радна температура је испод 1600℃:Обичан графит високе чистоће се може користити за испуњавање основних захтева примене.

Радна температура на 1600℃ до 2000℃:Фино зрнасте високе чистоћеизостатски графитје одговарајући избор, који балансира трајност и перформансе трошкова.

Радна температура прелази 2000 ℃:Изостатски графит, пиролитички графит или Ц/Ц композите треба изабрати да би се обезбедиле константне перформансе у тешким условима рада на високим температурама.

4. Површинска обрада

Примена одговарајуће површинске обраде на графитне компоненте је еквивалентна додавању "заштитног штита" на њих, који може ефикасно да се одупре оксидацији и средњој ерозији и значајно продужи њихов радни век. Следи неколико уобичајених метода површинске обраде графитних компоненти:

ЦВД СиЦ премаз

Уједначено и густоЦВД СиЦ премазможе значајно повећати температуру отпорности на оксидацију графитних компоненти и погодан је за већину графитних компоненти вакуумских пећи као што сугрејачи, лонции изолациони цилиндри. Овај премаз може ефикасно да се одупре ерозији хемијских гасова као што су кисеоник, хлор и силицијумска пара у радном окружењу.

ТаЦ Цоатинг

У поређењу са ЦВД СиЦ премазом,премаз од тантал карбидаима бољу отпорност на корозију и отпорност на високе температуре и може да издржи ултрависоке температуре и екстремна хемијска корозивна окружења, као што су тешки сценарији примене пећи за раст кристала силицијум карбида.

Инфилтрација силикона/површинска густоћа

Третман силицијумском инфилтрацијом се препоручује за неке носиве графитне компоненте и Ц/Ц композите. Након третмана, тврдоћа, отпорност на хабање и отпорност на пузање компоненти ће бити знатно побољшане. Импрегнација смолом или пиролитичка обрада угљеником такође се могу применити да би се попуниле површинске поре графитних компоненти, смањило испуштање гасова и побољшала непропусност ваздуха.