Како да ги изберете оптималните графитни производи за вашата апликација?

Графитот е алотроп на јаглерод со хексагонална кристална слоевита структура. Може да се пофали со одлична електрична спроводливост, топлинска спроводливост, подмачкување, отпорност на високи температури, отпорност на термички удари и хемиска стабилност и е познат како „црното злато“. Поради овие причини, тој е широко користен во металургијата, машините, хемиското инженерство, фотоволтаичните, полупроводничките, нуклеарната индустрија, националната одбрана и воздушната индустрија и стана незаменлив неметален материјал за развој на високи и нови технологии денес.

Различни сценарија за примена имаат различни барања за изведба за производи од графит, што го прави прецизниот избор на материјали основен чекор во примената на производите од графит. Изборот на графитни компоненти со перформанси што одговараат на сценаријата на апликацијата не само што може ефективно да го продолжи нивниот животен век и да ги намали зачестеноста и трошоците за замена, туку и да помогне да се подобри квалитетот на производството и приносот на крајните производи.

1. Чистота на графитниот материјал

Чистотата на графитниот материјал директно ја одредува издржливоста на компонентите. Нечистотиите (како Fe, Si, Al) во компонентите на графит ќе формираат соединенија со ниска точка на топење во вакуумска средина со висока температура, што полека ги еродира графитните компоненти и доведува до пукање и оштетување. За примена на високопрецизни вакуумски печки во полето на полупроводници, основните компоненти како што се графитните грејачи, графитните садници, графитните изолациски цилиндри и носачите на графит треба да бидат направени од графит со висока чистота со чистота од 5N и повеќе, а содржината на пепел во материјалот треба да биде строго контролирана од 10ppm.

2. Густина и структура на графитниот материјал

Густината и структурата често се занемаруваат при изборот на графитни материјали, но сепак овие два индикатора се основните фактори кои го одредуваат термичкиот шок и отпорноста на лази на графитните компоненти. Колку е поголема густината на графитниот материјал, толку е помала порозноста на компонентите, толку е посилна нивната отпорност на пенетрација на гас и термички шок и помала е веројатноста за пукање при употреба. Земете го како пример изостатски пресуваниот графит: овој тип графит има изотропна грешка помала од 1% и униформни карактеристики на термичка експанзија. Неговата отпорност на термички удар е повеќе од 30% повисока од онаа на обичниот обликуван графит, а неговата отпорност на лази е 3 до 5 пати поголема од онаа на екструдираниот графит, што го прави идеален материјал за вакуумски печки подложени на чести термички циклуси.

3. Усогласување на температурата

Нема потреба слепо да се бараат врвни материјали за избор на графитни компоненти. Прецизниот избор на материјал врз основа на максималната работна температура на вакуумската печка не само што може да ги контролира трошоците, туку и да обезбеди издржливост на компонентите, постигнувајќи ги максималните перформанси на трошоците.

Работната температура е под 1600℃:Обичен графит со висока чистота може да се користи за да се задоволат основните барања за апликација.

Работна температура од 1600℃ до 2000℃:Ситнозрнест со висока чистотаизостатски графите соодветен избор, кој ја балансира издржливоста и перформансите на трошоците.

Работната температура надминува 2000 ℃:Изостатскиот графит, пиролитичкиот графит или C/C композитите треба да се изберат за да се обезбедат постојани перформанси при тешки работни услови на висока температура.

4. Површински третман

Примената на соодветна површинска обработка на графитните компоненти е еквивалентно на додавање „заштитен штит“ на нив, кој може ефективно да се спротивстави на оксидацијата и средната ерозија и во голема мера да го продолжи нивниот животен век. Следниве се неколку вообичаени методи за површинска обработка за графитни компоненти:

CVD SiC облога

Униформа и густаCVD SiC облогаможе значително да ја зголеми температурата на отпорност на оксидација на графитните компоненти и е погодна за повеќето графитни компоненти на вакуумските печки како што сегрејачи, садниции изолациони цилиндри. Овој слој може ефикасно да се спротивстави на ерозијата на хемиските гасови како што се кислородот, хлорот и силициумската пареа во работната средина.

TaC облога

Во споредба со CVD SiC облогата,облога од тантал карбидима подобра отпорност на корозија и отпорност на високи температури и може да издржи ултра-висока температура и екстремна хемиска корозија средини, како што се тешките сценарија за примена на печки за раст на силициум карбид кристали.

Силиконска инфилтрација/Згуснување на површината

Третманот со силиконска инфилтрација се препорачува за некои носечки графитни компоненти и C/C композити. По третманот, цврстината, отпорноста на абење и отпорноста на лази на компонентите значително ќе се подобрат. Исто така, може да се примени импрегнација со смола или третман со пиролитички јаглерод за да се пополнат површинските пори на компонентите на графит, да се намали испуштањето гасови и да се подобри затегнатоста на воздухот.