Для чего используются графитовые блоки?

В области материаловедения графитовые блоки стали ключевыми материалами для промышленного производства и технологических инноваций. Он обладает уникальными физическими и химическими свойствами, такими как высокая температура плавления, отличная электро- и теплопроводность, низкий коэффициент трения и химическая стабильность. Это позволяет ему адаптироваться к экстремальным условиям работы. От высокотемпературных печей до полупроводниковых чипов, от чистой энергетики до аэрокосмической отрасли, графитовые блоки широко используются.

Промышленное производство

Металлургическая промышленность

Герметизация печи

В процессе металлургического производства внутренняя часть печи часто подвергается воздействию высокотемпературной среды выше 1500℃ и агрессивных газов. Графитовый блок обладает выдающейся высокотемпературной стойкостью и химической стабильностью, поэтому он является идеальным материалом для уплотнения печи. Вы можете переработать его в уплотнительную прокладку или уплотнительное кольцо, которое эффективно блокирует утечку высокотемпературных газов. Кроме того, он может противостоять эрозии коррозионных газов, таких как сульфиды и оксиды внутри печи. Таким образом, значительно повышается тепловая эффективность печи и сокращаются потери энергии.

Нагревательный элемент

Графитовый блок обладает высокой электропроводностью и низким коэффициентом теплового расширения, что делает его основным материалом для металлургических нагревательных элементов. В таком оборудовании, как электродуговые и индукционные печи, его можно использовать в качестве нагревательных элементов. Он способен мгновенно преобразовывать электрическую энергию в высокотемпературную тепловую энергию и соответствовать экстремальным температурным условиям, необходимым для выплавки металлов. Графитовые электроды могут сохранять структурную стабильность при температурах выше 2000℃. По сравнению с традиционными металлическими нагревательными элементами срок их службы увеличивается в 3-5 раз. Это значительно сокращает расходы на обслуживание оборудования и время простоя.

Порошковая металлургия

Благодаря своему самосмазывающемуся свойству графитовый блок в основном используется при изготовлении пресс-форм и в процессах прессования. Он может значительно снизить трение в процессе прессования порошка, что делает его распределение более равномерным. Это позволяет избежать дефектов продукции, вызванных адгезией между формой и материалом. Между тем, его высокотемпературная стойкость гарантирует, что он сохраняет точность размеров во время процессов спекания при температуре выше 1000℃. Таким образом, он может быть использован для облегчения производства высокоточных компонентов порошковой металлургии сложной формы. Например, подшипников с масляной пропиткой для автомобильных двигателей и режущих инструментов из твердых сплавов.

Механическая обработка

Плесень

Графитовые блоки играют важную роль в производстве литьевых форм и форм для литья под давлением. По сравнению с металлическими формами, его плотность составляет всего 1/3-1/5 от плотности металлических форм. Поэтому он значительно снижает вес пресс-форм и уменьшает нагрузку и энергопотребление оборудования. А его высокая теплопроводность позволяет увеличить скорость охлаждения формы на 30% до 50%, что значительно сокращает цикл формования изделия.

Нагревательные элементы

В процессе термообработки при механической обработке можно использовать графитовые блоки для обработки графитовых нагревательных элементов. Ведь с его помощью можно точно контролировать температуру, графитовые нагревательные элементы позволяет проводить отжиг, закалку и другие виды обработки металлических материалов. И это гарантирует, что материалы получат идеальные механические свойства. Он может контролировать погрешность равномерности температуры в пределах ±2℃, что значительно превосходит традиционные нагревательные элементы из проволоки сопротивления. Таким образом, он обеспечивает стабильную гарантию для обработки прецизионных механических деталей.

EDM

Графитовые блоки также можно использовать в качестве электродного материала при электроэрозионной обработке (EDM). Графитовые электроды обладают такими характеристиками, как малый вес, высокая скорость обработки и низкий уровень потерь, который составляет всего 1/3 от медного электрода. А применение графитовых электродов позволяет достичь точности обработки до микрометра. Поэтому они особенно подходят для обработки сложных полостей. Например, при обработке лопаток авиационных двигателей, прецизионных деталей медицинских приборов и т.д.

Области, связанные с энергетикой

Ядерный реактор

В ядерных реакторах графитовые блоки играют важнейшую роль. В качестве замедлителя и материала отражающего слоя в ядерных реакторах графит способен снижать скорость нейтронов, что позволяет им легче поглощаться ядерным топливом и тем самым поддерживать стабильный ход ядерных реакций. Химическая стабильность и высокотемпературная стойкость графита позволяют ему долгое время надежно работать в высокотемпературной и сильно излучающей среде ядерных реакторов. В то же время его превосходные механические свойства обеспечивают стабильность конструкции реактора, что имеет большое значение для обеспечения безопасной эксплуатации ядерных реакторов.

Производство аккумуляторов

Графитовый блок - важный компонент анодных материалов для литий-ионных аккумуляторов. Благодаря своей слоистой структуре он может обеспечивать каналы для интеркаляции и деинтеркаляции ионов лития. Поэтому он обладает высокой удельной емкостью и хорошей циклической стабильностью. Использование его в качестве материала отрицательного электрода дает литий-ионным батареям такие преимущества, как высокая плотность энергии, быстрая скорость зарядки и разрядки, а также длительный срок службы. Вы можете широко использовать его в электромобилях, мобильных телефонах, ноутбуках и других областях.

Область электроники и полупроводников

Отвод тепла от электронных устройств

Графитовые блоки обладают отличной теплопроводностью, поэтому их можно использовать для изготовления теплоотводов или подложек. Они могут эффективно передавать тепло и снижать температуру компонентов. Кроме того, графит легче и гибче, что лучше, чем металлические теплоотводящие материалы. Кроме того, он отвечает требованиям развития миниатюризации и тонкости электронных устройств и обеспечивает стабильную работу оборудования.

Производство полупроводников

В полупроводниковом производстве графитовые блоки используются для изготовления различных компонентов. Благодаря устойчивости к высоким температурам и химической стабильности он может удерживать кремниевое сырье и предотвращать загрязнение, обеспечивая качество пластин. Кроме того, его можно использовать при изготовлении нагревательных элементов, крепежа и т.д. Он может обеспечить стабильную поддержку полупроводниковых процессов и повысить качество продукции и эффективность производства.

Другие поля

Смазочные материалы

Обладая превосходной смазывающей способностью, графитовый блок превращается в твердые смазочные материалы, консистентные смазки, смазочные масла и т.д., которые широко используются в механическом оборудовании. Даже в особых условиях работы, таких как высокая температура, высокое давление и высокий вакуум, он может значительно снизить трение и износ между механическими компонентами. Оно может эффективно продлить срок службы оборудования и повысить эффективность работы. Таким образом, это идеальный смазочный материал в особых условиях.

Аэрокосмическая отрасль

Графитовые блоки можно использовать в аэрокосмической промышленности в качестве легких и высокотемпературных материалов. Композитный материал на основе графита в горловой облицовке сопла ракетного двигателя может выдерживать воздействие высокотемпературного газа температурой выше 3000℃. Гибкая графитовая теплоотводящая пленка солнечной панели спутника может адаптироваться к экстремальным температурным перепадам в диапазоне от -200℃ до 150℃. И это может обеспечить стабильную работу оборудования.

Химическая инженерия и защита окружающей среды

Благодаря сильной химической устойчивости графитовые блоки можно использовать для изготовления коррозионностойких реакционных сосудов и трубопроводов. С точки зрения защиты окружающей среды графит может очищать сточные воды и адсорбировать загрязняющие вещества в воде благодаря своей большой удельной поверхности и адсорбционным свойствам. Кроме того, он обладает большим потенциалом в области очистки газов, носителей катализаторов и других аспектов. Таким образом, он будет способствовать развитию химической и природоохранной промышленности.

Заключение

Благодаря своим уникальным физическим и химическим свойствам графитовые блоки играют важную роль в различных областях. Их можно использовать как в качестве конструкционных, так и функциональных материалов, и они сильно способствуют развитию промышленности. С развитием технологий ожидаются прорывы в таких развивающихся областях, как квантовые вычисления и биомедицина.