Қолданбаңыз үшін оңтайлы графит өнімдерін қалай таңдауға болады?

Графит - алтыбұрышты кристалды қабатты құрылымы бар көміртектің аллотропы. Ол тамаша электр өткізгіштікке, жылу өткізгіштікке, майлауға, жоғары температураға төзімділікке, термиялық соққыға төзімділікке және химиялық тұрақтылыққа ие және «қара алтын» ретінде белгілі. Осы себептерге байланысты ол металлургия, машина жасау, химия машина жасау, фотоэлектрлік, жартылай өткізгіш, атом өнеркәсібі, ұлттық қорғаныс және аэроғарыш өнеркәсібінде кеңінен қолданылып, бүгінгі таңда жоғары және жаңа технологияларды дамыту үшін таптырмайтын металл емес материалға айналды.

Қолданудың әртүрлі сценарийлері графит өнімдеріне арналған әртүрлі өнімділік талаптары бар, бұл материалды дәл таңдауды графит өнімдерін қолданудағы негізгі қадамға айналдырады. Қолдану сценарийлеріне сәйкес өнімділігі бар графит құрамдастарын таңдау олардың қызмет ету мерзімін тиімді ұзартып, ауыстыру жиілігі мен шығындарын азайтып қана қоймай, сонымен қатар өндіріс сапасы мен түпкілікті өнімнің шығымдылығын арттыруға көмектеседі.

1. Графит материалының тазалығы

Графит материалының тазалығы компоненттердің беріктігін тікелей анықтайды. Графит компоненттеріндегі қоспалар (мысалы, Fe, Si, Al) жоғары температуралы вакуумдық ортада балқу температурасы төмен қосылыстар түзеді, бұл графит компоненттерін баяу эрозияға ұшыратады және крекинг пен зақымдануға әкеледі. Жартылай өткізгіштік өрісте жоғары дәлдіктегі вакуумдық пештерді қолдану үшін графит қыздырғыштар, графит тигельдер, графит оқшаулағыш цилиндрлер және графит тасымалдағыштар сияқты негізгі құрамдас бөліктер тазалығы 5Н және одан жоғары тазалығы жоғары графиттен жасалуы керек, ал материалдың күлділігі 100-ден төмен болуы керек.

2. Графит материалының тығыздығы және құрылымы

Графит материалын таңдауда тығыздық пен құрылым жиі ескерілмейді, дегенмен бұл екі көрсеткіш графит компоненттерінің термиялық соққысы мен сусымалыға төзімділігін анықтайтын негізгі факторлар болып табылады. Графит материалының тығыздығы неғұрлым жоғары болса, құрамдас бөліктердің кеуектілігі соғұрлым аз болады, соғұрлым олардың газдың енуіне және термиялық соққыға төзімділігі күшті болады және пайдалану кезінде олардың жарылуы ықтималдығы аз болады. Мысал ретінде изостатикалық пресстелген графитті алайық: графиттің бұл түрінің изотропты қателігі 1%-дан аз және біркелкі термиялық кеңею сипаттамалары бар. Оның термиялық соққыға төзімділігі кәдімгі құйылған графитке қарағанда 30% жоғары, ал сусымалыға төзімділігі экструдталған графитке қарағанда 3-5 есе жоғары, бұл оны жиі термиялық циклдарға ұшырайтын вакуумдық пештер үшін тамаша материал етеді.

3. Температура сәйкестігі

Графит құрамдас бөліктерін таңдау үшін жоғары сапалы материалдарды соқыр іздеудің қажеті жоқ. Вакуумдық пештің максималды жұмыс температурасына негізделген нақты материалды таңдау тек шығындарды бақылап қана қоймай, сонымен қатар ең жоғары шығындар өнімділігіне қол жеткізе отырып, компоненттердің ұзақ мерзімділігін қамтамасыз етеді.

Жұмыс температурасы 1600 ℃ төмен:Қарапайым жоғары таза графитті қолданудың негізгі талаптарын қанағаттандыру үшін пайдалануға болады.

Жұмыс температурасы 1600 ℃ - 2000 ℃:Тазалығы жоғары ұсақ түйіршіктіизостатикалық графиттөзімділік пен шығын өнімділігін теңестіретін қолайлы таңдау болып табылады.

Жұмыс температурасы 2000℃-тан асады:Қатаң жоғары температурадағы жұмыс жағдайында тұрақты өнімділікті қамтамасыз ету үшін изостатикалық графит, пиролитикалық графит немесе C/C композиттері таңдалуы керек.

4. Беттік өңдеу

Графит компоненттеріне тиісті беттік өңдеуді қолдану оларға тотығуға және орташа эрозияға тиімді қарсы тұра алатын және олардың қызмет ету мерзімін едәуір ұзарта алатын «қорғаныш қалқанын» қосуға тең. Төменде графит компоненттеріне арналған бетті өңдеудің бірнеше жалпы әдістері берілген:

CVD SiC жабыны

Біркелкі және тығызCVD SiC жабыныграфит компоненттерінің тотығуға төзімділік температурасын айтарлықтай жоғарылатуы мүмкін және вакуумдық пештердің графит компоненттерінің көпшілігіне жарамды.жылытқыштар, тигельдержәне оқшаулағыш цилиндрлер. Бұл жабын жұмыс ортасындағы оттегі, хлор және кремний буы сияқты химиялық газдардың эрозиясына тиімді қарсы тұра алады.

TaC жабыны

CVD SiC жабынымен салыстырғанда,тантал карбиді жабыныжақсы коррозияға төзімділігі мен жоғары температураға төзімділігі бар және кремний карбиді кристалды өсіретін пештерді қолданудың қатал сценарийлері сияқты ультра жоғары температура мен төтенше химиялық коррозияға төтеп бере алады.

Кремний инфильтрациясы/бетінің тығыздалуы

Кремний инфильтрациясын өңдеу кейбір жүк көтергіш графит компоненттері мен C/C композиттері үшін ұсынылады. Өңдеуден кейін компоненттердің қаттылығы, тозуға төзімділігі және сусымалыға төзімділігі айтарлықтай жақсарады. Графит компоненттерінің беткі тесіктерін толтыру, газдың шығуын азайту және ауа өткізбейтіндігін жақсарту үшін шайырды сіңдіру немесе пиролитикалық көміртекті өңдеуді де қолдануға болады.