Hvordan velge de optimale grafittproduktene for applikasjonen din?

Grafitt er en allotrop av karbon med en sekskantet krystalllagstruktur. Den har utmerket elektrisk ledningsevne, termisk ledningsevne, smøreevne, motstand mot høye temperaturer, motstand mot termisk støt og kjemisk stabilitet, og er kjent som det "svarte gullet". Av disse grunnene er det mye brukt i metallurgi, maskineri, kjemiteknikk, fotovoltaisk, halvleder, kjernefysisk industri, nasjonalt forsvar og romfartsindustri, og har blitt et uunnværlig ikke-metallisk materiale for utvikling av høye og nye teknologier i dag.

Ulike bruksscenarier har varierende ytelseskrav for grafittprodukter, noe som gjør nøyaktig materialvalg til et kjernetrinn i anvendelsen av grafittprodukter. Å velge grafittkomponenter med ytelse som matcher applikasjonsscenarioene kan ikke bare effektivt forlenge levetiden og redusere utskiftingsfrekvensen og -kostnadene, men også bidra til å forbedre produksjonskvaliteten og utbyttet av sluttproduktene.

1. Renhet av grafittmateriale

Renheten til grafittmaterialet bestemmer direkte holdbarheten til komponentene. Urenheter (som Fe, Si, Al) i grafittkomponenter vil danne forbindelser med lavt smeltepunkt i et høytemperaturvakuummiljø, som sakte eroderer grafittkomponentene og fører til sprekker og skader. For bruk av høypresisjonsvakuumovner i halvlederfeltet skal kjernekomponenter som grafittvarmere, grafittdigler, grafittisolasjonssylindre og grafittbærere være laget av høyrent grafitt med en renhet på 5N og over, og askeinnholdet i materialet skal kontrolleres strengt under 10ppm.

2. Tetthet og struktur av grafittmateriale

Tetthet og struktur blir ofte oversett ved valg av grafittmateriale, men disse to indikatorene er kjernefaktorene som bestemmer det termiske sjokket og krypemotstanden til grafittkomponenter. Jo høyere tetthet av grafittmateriale er, jo lavere porøsitet til komponentene, jo sterkere motstand mot gasspenetrering og termisk sjokk, og jo mindre sannsynlig er det at de sprekker under bruk. Ta isostatisk presset grafitt som et eksempel: denne typen grafitt har en isotropisk feil på mindre enn 1 % og jevne termiske ekspansjonsegenskaper. Dens termiske sjokkmotstand er mer enn 30 % høyere enn for vanlig støpt grafitt, og krypemotstanden er 3 til 5 ganger den for ekstrudert grafitt, noe som gjør det til et ideelt materiale for vakuumovner som utsettes for hyppige termiske sykluser.

3. Temperaturtilpasning

Det er ikke nødvendig å blindt forfølge high-end materialer for valg av grafittkomponenter. Nøyaktig materialvalg basert på den maksimale driftstemperaturen til vakuumovnen kan ikke bare kontrollere kostnadene, men også sikre komponentenes holdbarhet, og oppnå maksimal kostnadsytelse.

Driftstemperaturen er under 1600 ℃:Vanlig grafitt med høy renhet kan brukes for å oppfylle grunnleggende brukskrav.

Driftstemperatur ved 1600℃ til 2000℃:Finkornet med høy renhetisostatisk grafitter det passende valget, som balanserer holdbarhet og kostnadsytelse.

Driftstemperaturen overstiger 2000 ℃:Isostatisk grafitt, pyrolytisk grafitt eller C/C-kompositter bør velges for å sikre konstant ytelse under tøffe driftsforhold ved høye temperaturer.

4. Overflatebehandling

Å påføre passende overflatebehandling på grafittkomponenter tilsvarer å legge til et "beskyttende skjold" til dem, som effektivt kan motstå oksidasjon og middels erosjon og forlenge levetiden betydelig. Følgende er flere vanlige overflatebehandlingsmetoder for grafittkomponenter:

CVD SiC belegg

En uniform og tettCVD SiC-beleggkan øke oksidasjonsmotstandstemperaturen til grafittkomponenter betydelig, og er egnet for de fleste grafittkomponenter i vakuumovner som f.eks.varmeovner, diglerog isolasjonssylindre. Dette belegget kan effektivt motstå erosjon av kjemiske gasser som oksygen, klor og silisiumdamp i driftsmiljøet.

TaC belegg

Sammenlignet med CVD SiC-belegg,tantalkarbidbelegghar bedre korrosjonsbestandighet og høy temperaturbestandighet, og tåler ekstremt høye temperaturer og ekstreme kjemiske korrosjonsmiljøer, for eksempel de tøffe bruksscenariene for vekstovner for silisiumkarbidkrystaller.

Silisiuminfiltrasjon/overflatefortetting

Silisiuminfiltrasjonsbehandling anbefales for noen bærende grafittkomponenter og C/C-kompositter. Etter behandlingen vil hardheten, slitestyrken og krypemotstanden til komponentene bli kraftig forbedret. Harpiksimpregnering eller pyrolytisk karbonbehandling kan også brukes for å fylle overflateporene til grafittkomponenter, redusere utgassing og forbedre lufttettheten.