حامل قطب الجرافيت للاستخدام الصناعي
1. تكوين المواد
يعتمد حامل قطب الجرافيت الصناعي على مادة مركبة من الجرافيت والكربون عالية النقاء، مع محتوى الكربون عادة ≥98% والجرافيت هو المكون المهيمن.
الخصائص الرئيسية
الموصلية العالية: المقاومة المنخفضة التي تصل إلى 4.0-8.8 ميكرومتر تضمن نقل التيار بكفاءة وتقليل فقدان الطاقة.
مقاومة درجات الحرارة العالية: تتحمل درجات حرارة أعلى من 3000 درجة مئوية، ومناسبة للبيئات القاسية مثل أفران القوس الكهربائي وأفران الصهر.
مقاومة الصدمات الحرارية: عن طريق إضافة ألياف الكربون أو الجسيمات النانوية (مثل السيليكون والبورون)، يتم تحسين مقاومة الصدمات الحرارية للمادة، مما يمنع التشقق بسبب التغيرات المفاجئة في درجات الحرارة.
مقاومة التآكل: محتوى الرماد أقل من أو يساوي 0.5%، مما يقلل من الشوائب الناتجة عن تآكل القطب الكهربائي ويطيل عمر الخدمة.
الحالة النموذجية: يستخدم حامل قطب الجرافيت UHP (طاقة عالية للغاية) الخاص بعلامة تجارية معينة مادة خام لفحم الكوك على شكل إبرة، يتم جرافيتها عند 2800 درجة مئوية، مما يحقق كثافة تتراوح من 1.77 إلى 1.82 جم / سم مكعب وقوة انثناء ≥15 ميجا باسكال، ومناسبة لتشغيل فرن القوس الكهربائي عالي الحمل.
2. ميزات المظهر
التصميم الهيكلي:
الواجهة المعيارية: يتميز الجزء العلوي للحامل بواجهة قياسية لنظام 3R (على سبيل المثال، فتحات 3Refix)، مما يدعم الاستبدال السريع والتوافق مع أدوات العلامة التجارية.
الهيكل المجوف: تعتمد بعض النماذج تصميمًا مجوفًا (على سبيل المثال، سُمك الجدار 5-10 مم)، مما يقلل الوزن (أخف بنسبة 20%-30% من الحاملات الصلبة)، مما يسهل التعامل الآلي.
عنصر تحديد موضع قابل للتعديل: توفر العناصر المرجعية المتكاملة من الكربيد (على سبيل المثال، 3R-651.75EP) مواضع مؤشر ثابتة 4×90 درجة، مما يضمن تكرار القطب الكهربائي ≥±0.002 مم.
المعالجة السطحية:
الطحن الدقيق: يتم طحن الأسطح الملامسة للمشبك إلى خشونة السطح Ra<0.4μm، مما يقلل من مقاومة التلامس بين القطب والمشبك.
حماية الطلاء: الأجزاء الحرجة (مثل الخيوط وأسطح التلامس) مطلية بالنيكل (بسمك 5-10 ميكرومتر) أو مطلية بمادة البولي تترافلوروإيثيلين (PTFE) لتحسين مقاومة التآكل ومقاومة التآكل.
تصميم السلامة:
قنوات التبريد: توفر قنوات المياه الدائرية المدمجة (مثل فتحات الشطف بقطر 7 مم) تبريدًا متزامنًا أثناء المعالجة، مما يمنع المشبك من السخونة الزائدة والتشوه.
جهاز مضاد للارتخاء: تضمن آلية القفل المزدوج أو الهيدروليكي عدم ارتخاء القطب تحت الاهتزاز عالي السرعة.
3. الصناعات التطبيقية
صناعة تصنيع الصلب:
صناعة الفولاذ بفرن القوس الكهربائي: يحمل المشبك قطب الجرافيت، ويقوم القوس الكهربائي بإذابة خردة الفولاذ لإنتاج الفولاذ الكربوني، وسبائك الفولاذ، وما إلى ذلك. يمكن للموصلية العالية ومقاومة درجات الحرارة العالية لقطب الجرافيت uhp أن يتحمل كثافات تيار تبلغ 18-25 أمبير/سم²، مما يقلل وقت صناعة الفولاذ في فرن واحد إلى أقل من 40 دقيقة. تشغيل فرن التكرير: في LF (فرن التكرير المغرفة)، يدعم الحامل تعديل القطب الكهربائي لتحسين تركيبة الفولاذ ودرجة الحرارة.
صهر المعادن غير الحديدية:
التحليل الكهربائي للألمنيوم: يقوم الحامل بتثبيت الأنود المطبوخ مسبقًا، مما ينتج الألومنيوم المعدني من خلال التحليل الكهربائي للألومينا. تسمح مقاومتها للتآكل بمقاومة البيئة شديدة الحموضة (pH≈2-3) داخل الخلية الإلكتروليتية.
صهر السيليكون والسبائك الحديدية: في فرن القوس المغمور، يقوم الحامل بتثبيت قطب كهربائي ذاتي الخبز لصهر السيليكون الصناعي، والمنغنيز، والسبائك الأخرى.
تصنيع الآلات وقوالب الجرافيت:
معالجة التفريغ الكهربائي (EDM): يقوم الحامل بتثبيت قطب الجرافيت لتصنيع القوالب المعقدة (مثل قوالب مصدات السيارات). إن تحديد موضعه عالي الدقة (±±0.001mm) يحقق خشونة السطح Ra<0.8μm.
تصنيع الجرافيت باستخدام الحاسب الآلي: يدعم الحامل المعالجة المتزامنة بخمسة محاور لإنتاج أجزاء عالية الدقة مثل قوالب شفرات الفضاء الجوي.
المجالات الكيميائية والطاقة الجديدة:
إنتاج الهيدروجين: في التحليل الكهربائي للمياه لإنتاج الهيدروجين، يقوم حامل بتثبيت أقطاب الجرافيت، وتوليد الهيدروجين والأكسجين من خلال التحليل الكهربائي للماء. تسمح مقاومته للتآكل بالتكيف مع بيئات الإلكتروليت (مثل محلول KOH بنسبة 30٪).
تصنيع أشباه الموصلات: يقوم الحامل بتثبيت أقطاب الجرافيت عالية النقاء، مما يوفر مجالًا كهربائيًا مستقرًا في عمليات الطباعة الحجرية الضوئية لضمان دقة معالجة الرقاقة.
اتجاهات الصناعة: مع ترقية التصنيع الذكي، يتطور حاملو أقطاب الجرافيت نحو الذكاء والتكامل. على سبيل المثال، تحتوي بعض الحوامل على شرائح RFID مدمجة يمكنها تسجيل البيانات مثل تردد استخدام القطب الكهربائي وتآكله، مما يدعم إمكانية تتبع الجودة؛ تدمج بعض المنتجات مستشعرات القوة لمراقبة قوة التثبيت في الوقت الفعلي، مما يمنع ارتخاء القطب الكهربائي أو كسره.
الآن الاتصال