Графит является хорошим проводником электричества, что полезно в некоторых процессах формования, например, при электроэрозионной обработке (ЭЭО).
Слоистая структура графита позволяет ему действовать как твердая смазка, снижая трение и износ в скользящих или вращающихся узлах.
Графит, как правило, инертен ко многим химическим веществам, что делает его пригодным для использования в агрессивных средах.
Исходный графитовый порошок может быть очень чистым, а процесс изостатического прессования не вносит существенных загрязнений.
Несмотря на высокую плотность, изостатический графит легко поддается обработке с использованием обычных технологий, что позволяет создавать сложные формы и замысловатые детали.
Однородная структура и высокая плотность способствуют низкому коэффициенту термического расширения (КТР), что делает материал стабильным по размерам при повышенных температурах.
Графит изначально обладает хорошей теплопроводностью, а изостатическое прессование улучшает ее, уменьшая пористость и создавая лучший контакт частиц друг с другом. Это жизненно важно для:
Более быстрого нагрева и охлаждения: повышает эффективность тепловых процессов.
Равномерное распределение температуры: минимизирует горячие точки и обеспечивает постоянный нагрев.
Благодаря высокой плотности и мелкому размеру зерна изостатически прессованный графит проявляет высокую прочность на сжатие и изгиб по сравнению с другими типами графита.
Тесно связанная с однородностью, изотропность означает, что свойства материала одинаковы во всех направлениях. Хотя идеальной изотропии трудно достичь, изостатическое прессование позволяет вам приблизиться к ней гораздо ближе, чем другие методы производства графита (например, экструзия). Это важно, потому что:
Предсказуемая реакция на напряжение: материал будет деформироваться или разрушаться предсказуемым образом, независимо от направления приложенной силы.
Уменьшенная деформация или искажение: минимизирует изменения размеров при изменении температуры или давления.
Это критическое преимущество. Постоянное давление со всех направлений приводит к очень однородной структуре материала по всему объему. Это означает:
Постоянные свойства: механические, термические и электрические свойства постоянны независимо от местоположения в графитовом блоке.
Предсказуемая производительность: вы можете положиться на постоянное поведение при напряжении или колебаниях температуры.
Сниженный риск слабых мест: нет локальных слабых мест или дефектов.
Равномерное сжатие во время прессования помогает уменьшить размер зерна и создает очень мелкозернистую структуру. Меньший размер зерна способствует:
Более высокой прочности: более мелкозернистые структуры, как правило, демонстрируют большую прочность.
Лучшей обрабатываемости: легче получить гладкие поверхности и сложные детали во время обработки.
Улучшенной отделке поверхности: более тонкой отделке поверхности на формованных деталях.
Это основное преимущество процесса изостатического прессования. Равномерное давление приводит к исключительной упаковке частиц и минимальной пористости. Более высокая плотность означает:
Повышенная прочность: большая устойчивость к механическим нагрузкам.
Улучшенная теплопроводность: тепло проходит через материал более эффективно.
Уменьшенная проницаемость: меньшая склонность к проникновению газа или жидкости.
Высокая прочность: из-за условий высокого давления в процессе изостатического прессования графитовый материал достигает чрезвычайно высокой степени компактности в процессе прессования, что делает прочность изостатически спрессованного графита значительно выше, обычно в 2-3 раза выше, чем у обычного графита.
Высокая плотность: плотность изостатически спрессованного графита может достигать 1,8-2,0 г/см³, это значение более чем в два раза превышает плотность обычного графита, что отражает его высокие характеристики плотности.
Высокая теплопроводность: теплопроводность изостатического графита также более чем в два раза выше, чем у обычного графита, а коэффициент теплового расширения низкий, что позволяет ему хорошо работать в сценариях применения, требующих эффективной теплопроводности.
Высокая термостойкость: изостатический графит может использоваться при высоких температурах в течение длительных периодов времени и обладает превосходной термостойкостью. В инертной атмосфере его механическая прочность также будет увеличиваться по мере повышения температуры, достигая максимального значения около 2500 ℃.
Однородность организационной структуры: процесс формования изостатическим давлением, порошок во всех направлениях по давлению одинаков, поэтому полученный изостатический графитовый материал имеет однородную организационную структуру, нет явления неравномерного распределения плотности.
Изостатически спрессованный графит имеет широкий спектр применения, в основном в следующих важных областях.
Изостатический графит является ключевым материалом в производстве монокристаллической печи, графитового кристаллизатора непрерывного литья металла и графитовых электродов для электроэрозионной обработки. В цветной металлургии изостатический графит широко используется в крупномасштабной линии производства меди, используется для улучшения качества продукции, снижения затрат и снижения загрязнения окружающей среды.
В атомной энергетике изостатический графит также играет незаменимую роль. Он является важным материалом для поддержания стабильности плазмы в реакции ядерного синтеза, и в то же время он занимает важное место в области ядерной промышленности как замедлитель нейтронов и превосходный отражатель.
Кроме того, изостатический графит широко используется в машиностроении, химической промышленности, электронике, аэрокосмической промышленности и других высокотехнологичных областях. Его высокая прочность, высокая плотность, хорошая электро- и теплопроводность, а также самосмазывание и низкий коэффициент теплового расширения делают его чрезвычайно ценным в этих областях.
В частности, в области прямого волочения монокристаллического кремния детали из изостатического графита включают тигли, нагреватели, электроды и многие другие ключевые компоненты, из которых 80% изостатического графита используется для изготовления тиглей и нагревателей и т. д. В солнечной энергетике изостатический графит также широко используется из-за его превосходных характеристик.
Физико-химические показатели изостатического графита
Физические и химические показатели эффективности |
КБД-4 |
КБД-5 | КБД-6 |
КБД-7 |
КБД-8 |
Насыпная плотность г/см³ | ≥1.75 |
≥1.85 |
≥1.9 |
≥1.85 |
≥1.9 |
Максимальный размер частиц мкм | ≤15 |
≤15 |
≤10 |
≤7 |
≤5 |
Содержание золы PPM |
≤500 |
≤500 |
≤500 |
≤500 |
≤500 |
Удельное сопротивление мкОм-м | 8~11 | 8~10 | 8~9 | 11~13 |
11~13 |
Прочность на изгиб МПа |
≥38 |
≥45 |
≥55 | ≥62 |
≥72 |
Прочность на сжатие МПа |
≥65 |
≥70 |
≥95 |
≥115 |
≥135 |
Твёрдость по Шору |
≥42 |
≥55 |
≤53 |
≤65 |
≤70 |
Коэффициент расширения 10-6 |
≤5.4 |
≤4.8 |
≤5.1 |
≤5.5 |
≤5.8 |
Упругий предел прочности ГПа |
≥9 |
≥10.5 |
≥12 |
≥11 |
≥12 |
Примечание
Зольность всех изостатически спрессованных материалов может быть очищена до 50 ppm.
Также могут быть специально разработаны специальные требования к индикаторам.
Технические характеристики и размеры
Стержень |
Диаметр (мм) | Длина (мм) |
Диапазон размеров | 0-980 | 0-800 |
Стандартный размер | 400/500/600/700/760/850/920/980 | 500/700/720/740/800 |
Блокировать | Длина |
Ширина |
Высота |
Диапазон размеров |
0-1800(мм) |
0-1100(мм) |
0-300(мм) |
Стандартный размер |
200-1800(мм) |
125-1100(мм) |
50-300(мм) |
Внимание
1. Приведенные выше данные приведены для справки, в случае возникновения ошибок преобладающими будут фактические измеренные данные.
2. Более крупные размеры могут быть специально отпрессованы, более мелкие могут быть подвергнуты дальнейшей обработке, а обработанные детали могут быть изготовлены с антиокислительными и антикоррозионными покрытиями в соответствии с требованиями чертежа. (Антиоксидантное покрытие или покрытие карбидом кремния).
Хранить в сухом, непыльном месте. Обращаться осторожно, чтобы избежать сколов и трещин. Используйте защитные покрытия, если подвергается воздействию суровых условий.
В каких отраслях промышленности используется изостатический графит? Он широко используется в таких отраслях, как: Полупроводники и электроника: используется в обработке пластин и производстве светодиодов. Авиационно-космическая промышленность: сопла ракет, тепловые экраны и компоненты тормозов самолетов. Металлургия: формы для непрерывного литья и детали печей. Электроэрозионная обработка (ЭЭО): электроды для точной обработки. Ядерная промышленность: компоненты реакторов из-за высокой чистоты и термостойкости.
Изостатический формовочный графит — это тип высокопроизводительного графита, изготовленного методом изостатического прессования. Этот процесс обеспечивает равномерную плотность, мелкозернистую структуру и превосходные механические свойства, что делает его пригодным для высокотехнологичных применений.
По сравнению с экструдированным или формованным графитом изостатический графит имеет: Более высокую плотность и однородность Более мелкую зернистую структуру Лучшую механическую прочность Улучшенную термическую и химическую стойкость Меньшую пористость
Высокая тепло- и электропроводность Низкий коэффициент теплового расширения Высокая механическая прочность и износостойкость Отличная стойкость к химической коррозии Низкая пористость и высокая чистота
Выбор сырья: кокс высокой чистоты, смешанный со связующими. Изостатическое прессование: равномерный гидравлический пресс оказывает давление во всех направлениях. Карбонизация: материал подвергается термической обработке при температуре около 1000 °C. Графитизация: материал дополнительно нагревается выше 2500 °C для улучшения свойств. Механическая обработка и отделка: резка, формовка и обработка поверхности для специальных применений.
Да, он дороже обычного графита из-за передового производственного процесса и высокой чистоты. Однако его превосходные характеристики оправдывают инвестиции в критических приложениях.
Да, его можно обрабатывать в различных формах и размерах, в зависимости от промышленных потребностей. Его также можно подвергать поверхностной обработке для повышения прочности.
Электроды для электроэрозионной обработки на основе графита легче, их проще обрабатывать, и они обладают более высокой износостойкостью. Медные электроды обеспечивают лучшую проводимость, но быстрее изнашиваются. Графит предпочтительнее для сложной и мелкодетальной обработки.
Основные мировые поставщики включают: Toyo Tanso (Япония) SGL Carbon (Германия) Tokai Carbon (Япония) Mersen (Франция) Graphite India Limited (Индия)