Grafit vysokej{0}}čistoty: už žiadne balenie. Naozaj to funguje!

Keďže ide o -vyhľadávanú voľbu v špičkovom{1}}odvetví, nemožno podceňovať silu -grafitu vysokej čistoty. Vďaka svojim vynikajúcim samomazacím vlastnostiam, vysokej pevnosti, dobrej elektrickej vodivosti, odolnosti voči kyselinám a zásadám, odolnosti voči korózii, vysokej teplote, malému koeficientu rozťažnosti, vynikajúcej chemickej stabilite, vysokému tesniacemu výkonu a rovnomernej a hustej štruktúre sa pevne etabluje v odvetviach ako elektrotechnika, metalurgia, národná obrana a letectvo, energetika a chemické inžinierstvo. Okrem toho má kľúčovú pozíciu v rozvíjajúcich sa oblastiach, ako sú polovodiče tretej{6}}generácie, jadrový priemysel a fotovoltaika, a možno ju považovať za „kľúčovú súčasť“ technologického rozvoja.

Grafit vysokej{0}}čistoty možno rozdeliť na prírodný -grafit vysokej čistoty a umelý grafit vysokej-čistoty na základe surovín a metód prípravy. Prírodný -grafit vysokej čistoty sa široko používa v rôznych oblastiach vďaka svojej vynikajúcej elektrickej vodivosti a vlastnostiam prenosu tepla, ako sú žiaruvzdorné materiály, antikorózne povlaky, uhlíkové elektródy, generátory, mazivá a ochranné materiály v jadrovom priemysle. Na druhej strane umelý grafit vysokej-čistoty sa používa v pred-vypálených anódach, špeciálnom grafite a jadrovom priemysle vďaka svojej jednotnej morfológii a distribúcii veľkosti častíc.

Výroba -grafitu vysokej čistoty z prírodného grafitu často zahŕňa najprv použitie flotačnej metódy na počiatočné čistenie grafitovej rudy, potom použitie alkalickej-kyseliny alebo fluorovodíkovej metódy na ďalšie čistenie flotačného koncentrátu a nakoniec získanie vysoko{2}}výrobkov z grafitu pomocou vysokoteplotných-metód{4chlór}} alebo vysokoteplotných{1}teplotných metód. Umelý -grafit vysokej čistoty sa však vo všeobecnosti získava prvotným spracovaním surovín a ich následným umiestnením do špeciálne navrhnutej-reakčnej pece s vysokou teplotou na grafitizáciu a čistenie. Hlavným procesom je využitie extrémne vysokej teploty pece na grafitizáciu ropného koksu a asfaltového koksu a zavedenie halogénových plynov na reakciu s nečistotami, čo spôsobí ich vyparovanie a prchavosť, čím sa získa grafit vysokej -čistoty.

Či už ide o výrobu -prírodného grafitu vysokej čistoty alebo -umelého grafitu vysokej čistoty, na kvalitu surovín sú kladené prísne požiadavky. Na splnenie požiadaviek na vysoko-čistotu grafitu z prírodného grafitu stačí iba vysokoteplotná metóda{4}}pokryť výrobné potreby. Vysokoteplotná-metóda má však vysokú spotrebu energie a vysoké nároky na zariadenia, preto má isté požiadavky aj na kvalitu surovín. Na čistenie zvyčajne používa grafitové produkty s čistotou 99 % získané inými spôsobmi čistenia, čím sa nakoniec dosiahne požiadavka na 99,99 % vysoko{10}}grafitu. Na výrobu umelého-grafitu vysokej čistoty sa často vyberá-kvalitný ropný koks a asfaltový koks. Obsah popola v ropnom koksu by mal byť nižší ako 0,5 % a na výrobu sa zvyčajne používa len ropný koks s nízkym{16}}sírnym obsahom síry. Preto je obsah síry v ropnom kokse nižší ako 0,5 %.

Priemyselné odvetvia využívajúce -grafit vysokej čistoty ako surovinu sa zameriavajú najmä na oblasti špičkových{1}}technológií, ako sú polovodičové materiály, fotovoltaika, grafén a jadrový grafit.

Polovodičové materiály tretej-generácie

  V polovodičovom priemysle sa grafitové produkty široko používajú v zariadeniach na{0}}tepelné spracovanie pri vysokých teplotách, ako sú pece na rast kryštálov, karbonizačné pece a grafitizačné pece. Medzi -výrobky z grafitu používané v tretej-generácii polovodičového karbidu kremíka patria grafitové tégliky na rast kryštálov, grafitové ohrievače a grafitový prášok atď. Čistota týchto produktov zohráva rozhodujúcu úlohu v kvalite kryštálov karbidu kremíka.

V súčasnosti väčšina podnikov používa pri výrobe monokryštálov karbidu kremíka metódu fyzického transportu pár. Pri tejto metóde sa prášok karbidu kremíka umiestni na spodok grafitového téglika a zárodočný kryštál karbidu kremíka sa umiestni na vrch grafitového téglika. Potom sa grafitový téglik zahrieva, kým karbid kremíka nedosiahne svoju sublimačnú teplotu. Následne sa prášok karbidu kremíka postupne rozkladá na plynné látky, ako sú Si para, Si2C a SiC2. Tieto látky budú postupne sublimovať k vrchnej časti téglika pod axiálnym teplotným gradientom a kondenzovať na povrchu zárodočného kryštálu SiC na vrchu téglika, čím sa získajú monokryštály karbidu kremíka.

Jadrový grafit

   Jadrový -kvalitný- grafit je široko používaný materiál v jadrovej energetike. V jadre sa používajú grafitové materiály jadrovej{3}}triedy

vysokoteplotné reaktory chladené plynom-, ako sú rúrky, palivové články a podporné komponenty.

Jadrový-grafit musí byť vysoko{1}}čistý grafit. Grafit vysokej-čistoty pozostáva najmä z kameniva, spojív a impregnačných činidiel. Kamenivo pozostáva hlavne z ihličkovitého-ropného koksu a asfaltového koksu. Jadrový -kvalitný grafit vysokej-čistoty má relatívne prísne požiadavky na kontrolu stopových prvkov. Vo vzduchotesných podmienkach podstupuje dlhodobú-vysokoteplotnú{11}}kalcináciu na účely čistenia, odstránenia nečistôt a zníženia obsahu stopových prvkov, ako sú halogény a kovy{12}}s nízkou teplotou topenia{13}}. Karbonizačné tvarovanie jadrového -kvalitného{16}} grafitu vysokej čistoty využíva proces izostatického lisovania. Materiál sa umiestni do elastickej telovej formy, tesne sa utesní a potom sa odstráni vzduch, aby sa udržalo vákuové prostredie. Forma je umiestnená v izostatickom hydraulickom valci a izotropná kvapalina vyvíja rovnaký tlak na formu, prenášajúc tlak na uhlíkový materiál, čo spôsobuje, že surovina zhustne.

Fotovoltické pole

Vo fotovoltaickom priemysle, najmä ako elektródový materiál pre solárne články, má grafit široké uplatnenie. Jeho vynikajúca vodivosť a chemická stabilita z neho robí ideálny materiál na výrobu elektród solárnych článkov. Okrem toho je hlavným zariadením na prípravu kremíkových monokryštálových materiálov ťahacia- pec na rast monokryštálov kremíka. Vykurovací systém monokryštálovej pece zahŕňa najmä grafitové ohrievače vysokej{4}}čistoty, kremenné tégliky, grafitové tégliky a izolačné materiály atď. Privedením jednosmerného prúdu do grafitového ohrievača sa poskytuje tepelný zdroj na roztavenie polykryštalickej kremíkovej suroviny. Výkon ohrievača je možné nastaviť pomocou napätia alebo prúdu napájacieho zdroja. Teplo uvoľňované ohrievačom je izolované izolačným systémom, ktorý môže vytvárať prostredie tepelného poľa vhodné pre rast monokryštálov kremíka.

Grafén

Grafén je v súčasnosti najtenší nanomateriál na svete, vyznačuje sa vysokou chemickou stabilitou a tepelnou stabilitou, ako aj vynikajúcimi mechanickými a elektrickými vlastnosťami. Má široké uplatnenie. Hlavnou surovinou na prípravu grafénu je vysoko-grafit.

Iní

    V náročnejšej oblasti letectva a kozmonautiky-grafit s vysokou čistotou stále funguje mimoriadne dobre. Používa sa vo vložkách hrdla dýz chvostov raketových motorov, neutrónový moderátor atómových reaktorov, tepelná izolácia a tepelne odolné materiály rakiet a dokonca aj rádiové spojenie a vodivé konštrukčné materiály na umelých satelitoch, to všetko sa vyznačuje prítomnosťou vysoko-grafitu.