Waar worden grafietblokken voor gebruikt?

Op het gebied van materiaalkunde zijn grafietblokken belangrijke materialen geworden voor industriële productie en technologische innovatie. Het heeft unieke fysische en chemische eigenschappen zoals een hoog smeltpunt, uitstekende elektrische en thermische geleidbaarheid, lage wrijvingscoëfficiënt en chemische stabiliteit. Hierdoor kan het zich aanpassen aan extreme werkomstandigheden. Van hoogtemperatuurovens tot halfgeleiderchips, van schone energie tot ruimtevaart, grafietblokken worden veel gebruikt.

Industrieel productieveld

Metallurgische industrie

Afdichting van ovens

Tijdens het metallurgische productieproces wordt het inwendige van de oven vaak blootgesteld aan een omgeving met een hoge temperatuur van meer dan 1500 ℃ en zeer corrosieve gassen. Grafietblok heeft een uitstekende weerstand tegen hoge temperaturen en chemische stabiliteit, dus het is het ideale materiaal voor het afdichten van ovens. Je kunt het verwerken in afdichtende pakking of afdichtende ring, die effectief de lekkage van gassen op hoge temperatuur blokkeert. En het is ook bestand tegen de erosie van corrosieve gassen zoals sulfiden en oxiden in de oven. Dit verbetert de thermische efficiëntie van de oven aanzienlijk en vermindert energieverspilling.

Verwarmingselement

Grafietblok heeft een hoog elektrisch geleidingsvermogen en een lage thermische uitzettingscoëfficiënt, waardoor het het kernmateriaal is voor metallurgische verwarmingselementen. In apparatuur zoals vlamboogovens en inductieovens kun je het gebruiken als verwarmingselementen. Het kan elektrische energie in een oogwenk omzetten in thermische energie van hoge temperatuur en voldoet aan de extreme temperatuursvereisten voor het smelten van metalen. Grafietelektroden kunnen hun structurele stabiliteit behouden bij temperaturen boven 2000℃. Vergeleken met traditionele metalen verwarmingselementen wordt hun levensduur 3 tot 5 keer verlengd. Dit verlaagt de onderhoudskosten en stilstandtijd van de apparatuur aanzienlijk.

Poedermetallurgie

Dankzij het zelfsmerende vermogen wordt grafietblok voornamelijk gebruikt bij de productie van mallen en bij persprocessen. Het kan de wrijving tijdens het poederpersproces aanzienlijk verminderen, waardoor de poederverdeling uniformer wordt. En het voorkomt productgebreken die worden veroorzaakt door de adhesie tussen de mal en het materiaal. Ondertussen zorgt de weerstand tegen hoge temperaturen ervoor dat de maatnauwkeurigheid behouden blijft tijdens sinterprocessen boven de 1000℃. Dus het kan worden gebruikt om de productie van hoge precisie en complex-vormige poedermetallurgie componenten te vergemakkelijken. Zoals met olie geïmpregneerde lagers voor automotoren en snijgereedschappen van harde legeringen.

Mechanische verwerking

Schimmel

Grafietblokken spelen een belangrijke rol op het gebied van spuitgietmatrijzen en spuitgietmatrijzen. Vergeleken met metalen mallen is de dichtheid slechts 1/3 tot 1/5 van die van metalen mallen. Het vermindert dus aanzienlijk het gewicht van de mallen en verlaagt de belasting en het energieverbruik van de apparatuur. En de hoge thermische geleidbaarheid kan de koelsnelheid van de mal verhogen met 30% tot 50%, wat de productvormingscyclus aanzienlijk verkort.

Verwarmingselementen

In het warmtebehandelingsproces van mechanische verwerking kun je grafietblokken gebruiken om grafiet verwarmingselementen te verwerken. Omdat het de temperatuur nauwkeurig kan regelen, grafiet verwarmingselementen kan gloeien, afschrikken en andere procesbehandelingen uitvoeren op metalen materialen. En het zorgt ervoor dat de materialen ideale mechanische eigenschappen verkrijgen. Het kan de temperatuuruniformiteitsfout binnen ±2℃ regelen, veel beter dan traditionele weerstandsdraadverwarmingselementen. Dus het biedt een stabiele garantie voor de verwerking van fijnmechanische onderdelen.

EDM

Je kunt grafietblokken ook gebruiken als elektrodemateriaal bij elektrische ontladingsbewerking (EDM). Grafietelektroden hebben de kenmerken van licht gewicht, snelle verwerkingssnelheid en laag verliespercentage dat slechts 1/3 is van dat van koperelektroden. En met grafietelektroden kan de verwerkingsnauwkeurigheid tot op micrometerniveau worden bereikt. Daarom zijn ze bijzonder geschikt voor de verwerking van complexe holtes. Zoals bij de verwerking van bladen voor vliegtuigmotoren, precisieonderdelen van medische apparatuur enz.

Energie-gerelateerde gebieden

Kernreactor

In kernreactoren spelen grafietblokken een cruciale rol. Als moderator en reflecterend laagmateriaal in kernreactoren kan grafiet de snelheid van neutronen verminderen, waardoor ze gemakkelijker worden geabsorbeerd door de splijtstof en zo het stabiele verloop van kernreacties in stand houden. De chemische stabiliteit en hoge temperatuurbestendigheid van grafiet zorgen ervoor dat het lange tijd betrouwbaar kan werken in de hoge temperatuur en sterk bestraalde omgeving van kernreactoren. Ondertussen zorgen de uitstekende mechanische eigenschappen voor de stabiliteit van de reactorstructuur, wat van groot belang is om de veilige werking van kernreactoren te garanderen.

Productie van batterijen

Grafietblok is een belangrijk onderdeel van de anodematerialen voor lithium-ionbatterijen. Door de gelaagde structuur kan het kanalen bieden voor de intercalatie en deintercalatie van lithiumionen. Het heeft dus een hoge specifieke capaciteit en een goede cyclusstabiliteit. Door het te gebruiken als negatief elektrodemateriaal hebben lithium-ionbatterijen de voordelen van een hoge energiedichtheid, snel laden en ontladen en een lange levensduur. Je kunt het op grote schaal gebruiken in elektrische voertuigen, mobiele telefoons, laptops en andere gebieden.

Elektronica en halfgeleiders

Warmteafvoer van elektronische apparaten

Grafietblokken hebben een uitstekend warmtegeleidingsvermogen, zodat ze kunnen worden gebruikt om koellichamen of substraten te maken. Ze kunnen warmte efficiënt overbrengen en de temperatuur van componenten verlagen. En grafiet is lichter en flexibeler, wat beter is dan metalen materialen voor warmtedissipatie. Bovendien voldoet het aan de ontwikkelingsbehoeften van miniaturisatie en dunheid van elektronische apparaten en zorgt het voor een stabiele werking van de apparatuur.

Productie van halfgeleiders

Bij de productie van halfgeleiders worden grafietblokken gebruikt om verschillende componenten te maken. Door de hoge temperatuurbestendigheid en chemische stabiliteit kan het grondstoffen van silicium vasthouden en verontreiniging voorkomen, waardoor de kwaliteit van wafers gewaarborgd blijft. Daarnaast kun je het ook gebruiken bij de vervaardiging van verwarmingselementen, armaturen, enz. Het kan stabiele ondersteuning bieden voor halfgeleiderprocessen en de productkwaliteit en productie-efficiëntie verbeteren.

Andere velden

Smeermiddelen

Met zijn uitstekende smerende eigenschappen wordt grafietblok verwerkt tot vaste smeermiddelen, vetten, smeeroliën, enz. die op grote schaal worden gebruikt in mechanische apparatuur. Zelfs onder speciale werkomstandigheden, zoals hoge temperatuur, hoge druk en hoog vacuüm, kan het de wrijving en slijtage tussen mechanische onderdelen aanzienlijk verminderen. En het kan de levensduur van apparatuur verlengen en de operationele efficiëntie verbeteren. Het is dus een ideaal smeermateriaal in speciale omgevingen.

Ruimtevaart

Je kunt grafietblokken gebruiken als lichtgewicht en hittebestendig materiaal in de ruimtevaartindustrie. Het composietmateriaal op basis van grafiet op de keelvoering van de straalpijp van de raketmotor is bestand tegen gas met een hoge temperatuur van meer dan 3000℃. De flexibele grafiet warmteafvoerfilm van het satellietzonnepaneel kan zich aanpassen aan extreme temperatuurverschillen van -200℃ tot 150℃. En het kan zorgen voor een stabiele werking van de apparatuur.

Chemische technologie en milieubescherming

Door de sterke chemische stabiliteit kun je grafietblokken gebruiken om corrosiebestendige reactievaten en pijpleidingen te maken. Op het gebied van milieubescherming kan grafiet afvalwater zuiveren en verontreinigende stoffen in water adsorberen dankzij het grote specifieke oppervlak en de adsorptie-eigenschappen. Daarnaast heeft het ook een groot potentieel in gaszuivering, katalysatordragers en andere aspecten. Het zal dus bijdragen aan de ontwikkeling van de chemische industrie en de milieubescherming.

Conclusie

Vanwege hun unieke fysische en chemische eigenschappen spelen grafietblokken een belangrijke rol op verschillende gebieden. Je kunt ze gebruiken als structurele of functionele materialen en ze bevorderen sterk de ontwikkeling van de industrie. Met de vooruitgang van de technologie wordt een doorbraak verwacht op opkomende gebieden zoals quantumcomputing en biogeneeskunde.