Для чого використовуються графітові блоки?

У галузі матеріалознавства графітові блоки стали ключовими матеріалами для промислового виробництва та технологічних інновацій. Він має унікальні фізичні та хімічні властивості, такі як висока температура плавлення, відмінна електро- та теплопровідність, низький коефіцієнт тертя та хімічна стабільність. Це дозволяє йому адаптуватися до екстремальних умов роботи. Від високотемпературних печей до напівпровідникових чіпів, від чистої енергетики до аерокосмічної галузі, графітові блоки широко використовуються.

Сфера промислового виробництва

Металургійна промисловість

Ущільнення печі

Під час металургійного виробництва внутрішня частина печі часто піддається впливу високотемпературного середовища, що перевищує 1500 ℃, і висококорозійних газів. Графітовий блок має видатну стійкість до високих температур і хімічну стабільність, тому він є ідеальним матеріалом для ущільнення печі. Ви можете переробити його в ущільнювальну прокладку або ущільнювальне кільце, яке ефективно блокує витік високотемпературних газів. А ще він може протистояти ерозії корозійних газів, таких як сульфіди та оксиди, всередині печі. Таким чином, значно покращуючи теплову ефективність печі та зменшуючи втрати енергії.

Нагрівальний елемент

Графітовий блок має високу електропровідність і низький коефіцієнт теплового розширення, що робить його основним матеріалом для металургійних нагрівальних елементів. В такому обладнанні, як електродугові та індукційні печі, його можна використовувати як нагрівальні елементи. Він може миттєво перетворювати електричну енергію у високотемпературну теплову енергію і відповідати екстремальним температурним умовам, необхідним для виплавки металу. Графітові електроди можуть підтримувати структурну стабільність при температурі понад 2000 ℃. Порівняно з традиційними металевими нагрівальними елементами, термін їхньої служби подовжується в 3-5 разів. Це значно зменшує витрати на обслуговування обладнання та час простою.

Порошкова металургія

Завдяки своїй самозмащувальній властивості графітовий блок в основному використовується у виробництві прес-форм та процесах пресування. Це може значно зменшити тертя під час процесу пресування порошку, що робить розподіл порошку більш рівномірним. Це дозволяє уникнути дефектів продукції, спричинених адгезією між формою та матеріалом. Тим часом, його високотемпературна стійкість гарантує збереження точності розмірів під час процесів спікання при температурі вище 1000 ℃. Тому його можна використовувати для полегшення виробництва високоточних компонентів порошкової металургії складної форми. Наприклад, просочені маслом підшипники для автомобільних двигунів та ріжучі інструменти з твердих сплавів.

Механічна обробка

Пліснява

Графітові блоки відіграють важливу роль у виробництві ливарних форм та форм для лиття під тиском. Порівняно з металевими формами, їхня щільність становить лише від 1/3 до 1/5 від щільності металевих форм. Таким чином, це значно зменшує вагу форм і знижує навантаження та енергоспоживання обладнання. А його висока теплопровідність може збільшити швидкість охолодження форми на 30% до 50%, що значно скорочує цикл формування виробу.

Нагрівальні елементи

У процесі термічної обробки механічної обробки можна використовувати графітові блоки для обробки графітових нагрівальних елементів. Оскільки він може точно контролювати температуру, графітові нагрівальні елементи може виконувати відпал, загартування та інші технологічні процеси на металевих матеріалах. Це гарантує, що матеріали отримують ідеальні механічні властивості. Він може контролювати похибку рівномірності температури в межах ±2 ℃, що набагато краще, ніж традиційні дротяні нагрівальні елементи опору. Таким чином, він забезпечує стабільну гарантію обробки прецизійних механічних деталей.

EDM

Також можна використовувати графітові блоки як електродні матеріали в електроерозійній обробці (EDM). Графітові електроди мають легку вагу, швидку швидкість обробки та низький рівень втрат, який становить лише 1/3 від мідних електродів. Застосування графітових електродів дозволяє досягти точності обробки до мікрометра. Тому вони особливо підходять для обробки складних порожнин. Наприклад, при обробці лопатей авіаційних двигунів, прецизійних деталей медичних приладів тощо.

Галузі, пов'язані з енергетикою

Ядерний реактор

В ядерних реакторах графітові блоки відіграють вирішальну роль. Як сповільнювач і матеріал відбиваючого шару в ядерних реакторах, графіт може зменшувати швидкість нейтронів, завдяки чому вони легше поглинаються ядерним паливом і таким чином підтримують стабільний перебіг ядерних реакцій. Хімічна стабільність і стійкість до високих температур дозволяють графіту надійно працювати протягом тривалого часу у високотемпературному і сильно опроміненому середовищі ядерних реакторів. Водночас, його чудові механічні властивості забезпечують стабільність конструкції реактора, що має велике значення для гарантування безпечної експлуатації ядерних реакторів.

Виробництво акумуляторів

Графітовий блок є важливим компонентом анодних матеріалів для літій-іонних акумуляторів. Завдяки своїй шаруватій структурі він може забезпечувати канали для інтеркаляції та деінтеркаляції іонів літію. Тому він має високу питому ємність і хорошу циклічну стабільність. Використання його в якості матеріалу негативного електрода дає літій-іонним батареям переваги високої щільності енергії, швидкої швидкості зарядки і розрядки, а також тривалого терміну служби. Ви можете широко використовувати його в електромобілях, мобільних телефонах, ноутбуках та інших сферах.

Галузь електроніки та напівпровідників

Тепловідведення електронних пристроїв

Графітові блоки мають чудову теплопровідність, тому їх можна використовувати для виготовлення тепловідводів або підкладок. Вони можуть ефективно передавати тепло і знижувати температуру компонентів. А ще графіт легший і гнучкіший, що краще, ніж металеві тепловідвідні матеріали. Крім того, він відповідає потребам розвитку мініатюризації та тонкості електронних пристроїв і забезпечує стабільну роботу обладнання.

Виробництво напівпровідників

У виробництві напівпровідників графітові блоки використовуються для виготовлення різних компонентів. Завдяки стійкості до високих температур і хімічній стабільності, він може утримувати кремнієву сировину і запобігати забрудненню, забезпечуючи якість пластин. Крім того, ви також можете використовувати його у виробництві нагрівальних елементів, світильників тощо. Він може забезпечити стабільну підтримку напівпровідникових процесів і підвищити якість продукції та ефективність виробництва.

Інші поля

Мастильні матеріали

Завдяки чудовій змащувальній здатності, графітовий блок перетворюється на тверді мастила, консистентні мастила, мастила і т.д., які широко використовуються в механічному обладнанні. Навіть за особливих умов роботи, таких як висока температура, високий тиск та високий вакуум, це може значно зменшити тертя та знос між механічними компонентами. І це може ефективно продовжити термін служби обладнання та підвищити ефективність роботи. Тому це ідеальний мастильний матеріал в особливих умовах.

Аерокосмічна галузь

Ви можете використовувати графітові блоки як легкі та стійкі до високих температур матеріали в аерокосмічній промисловості. Композитний матеріал на основі графіту в горловині сопла ракетного двигуна може витримувати високотемпературний газ понад 3000 ℃. Гнучка графітова тепловідвідна плівка супутникової сонячної панелі може адаптуватися до екстремальних перепадів температур від -200℃ до 150℃. І це може забезпечити стабільну роботу обладнання.

Хімічна інженерія та захист навколишнього середовища

Завдяки високій хімічній стійкості з графітових блоків можна виготовляти корозійностійкі реакційні посудини та трубопроводи. З точки зору захисту навколишнього середовища, графіт може очищати стічні води та адсорбувати забруднювачі у воді завдяки своїй великій питомій поверхні та адсорбційним властивостям. Крім того, він також має великий потенціал в очищенні газів, носіїв каталізаторів та інших аспектах. Тож це сприятиме розвитку хімічної та природоохоронної галузей.

Висновок

Завдяки своїм унікальним фізичним і хімічним властивостям графітові блоки відіграють важливу роль у різних галузях. Ви можете використовувати їх як конструкційні або функціональні матеріали, і вони активно сприяють розвитку галузі. З розвитком технологій очікується прорив у нових галузях, таких як квантові обчислення та біомедицина.