لوحات الجرافيت المسامية عالية الموصلية المخصصة
1. ميزات التصميم
هيكل مسامي مترابط ثلاثي الأبعاد: يتم توزيع المسام على شكل قرص العسل أو نمط متدرج، مع نطاق حجم المسام من 50 إلى 500 ميكرومتر ومسامية من 20% إلى 35%، مما يشكل قنوات نقل أيون/سوائل مستمرة.
سمك جدار المسام الموحد (5-20 ميكرومتر): ** موازنة القوة الهيكلية والنفاذية.
قدرات التخصيص:
الألواح المستوية: سمك 2-50 مم، تسطيح السطح ±0.05 مم، مناسبة للخلايا الكهروكيميائية أو ألواح البطاريات.
الأشكال المنحنية/المموجة: يتم تحقيق الأسطح على شكل قوس وشكل S من خلال التصنيع باستخدام الحاسب الآلي لتحسين مجال التدفق أو الإدارة الحرارية.
القنوات المدمجة: قنوات دقيقة مدمجة (عرض 0.5-2 مم) أو أنابيب تبريد لتحسين كفاءة توزيع السوائل.
مجموعة متنوعة من المعالجات السطحية:
التلميع: قيمة Ra ≥0.8 ميكرومتر، مما يقلل من مقاومة التلامس، ومناسب للتطبيقات الموصلة عالية الدقة.
تعديل الطلاء: الترسيب السطحي لكربيد السيليكون (SiC) أو بولي تترافلوروإيثيلين (PTFE) يعزز مقاومة التآكل أو خصائص عدم الالتصاق.
تصميم خفيف الوزن: الكثافة 1.6-1.9 جم/سم³، 1/5 فقط من كثافة النحاس، مما يقلل من وزن الجهاز مع الحفاظ على التوصيلية.
2. خصائص المواد: الموصلية العالية
تُظهر أقطاب الجرافيت المسامية موصلية تبلغ 1200-1500 ثانية/م، تقترب من الجرافيت النقي، مما يؤدي إلى حركة عالية للإلكترون.
المقاومة منخفضة تصل إلى 40-50 ميكرومتر، وهي أقل بكثير من المواد المسامية التقليدية (مثل السيراميك، بمقاومة أكبر من 10⁶ ميكرومتر).
استقرار حراري ممتاز: التوصيل الحراري من 80 إلى 120 واط/(م·ك) يسمح بالتوصيل السريع للحرارة، مما يمنع ارتفاع درجة الحرارة الموضعي.
معامل التمدد الحراري (CTE) 2.5-3.8 × 10⁻⁶/درجة مئوية، يتكيف مع التغيرات الجذرية في درجات الحرارة (على سبيل المثال، -40 درجة مئوية إلى 300 درجة مئوية).
مقاومة التآكل والاستقرار الكيميائي
مستقر في المحاليل الحمضية (الرقم الهيدروجيني = 1)، أو القلوية (الرقم الهيدروجيني = 13)، أو المحاليل الملحية، مما يُظهر مقاومة فائقة للتآكل مقارنة بالأقطاب الكهربائية المعدنية.
مقاومة الأكسدة: بعد معالجة الطلاء، تزيد درجة حرارة بدء الأكسدة إلى 800-900 درجة مئوية.
الخواص الميكانيكية المتوازنة
قوة الضغط 50-120MPa، قوة الانحناء 30-80MPa، قطب الجرافيت uhp يلبي المتطلبات الميكانيكية للتجميع والاستخدام.
هيكل مسامي يعزز المتانة. صلابة الكسر أعلى بنسبة 40٪ من الجرافيت الصلب.
حماية البيئة والاستدامة
قابلية إعادة تدوير المواد الخام > 90%، لا توجد انبعاثات سامة أثناء الإنتاج، متوافقة مع معايير RoHS.
3. تطبيقات الجرافيت كقطب كهربائي
تخزين الطاقة وتحويلها
بطاريات ليثيوم أيون: تعمل كمجمع تيار كهربائي سالب أو مادة مضافة موصلة، مما يعمل على تحسين كفاءة الشحن/التفريغ وعمر الدورة.
خلايا الوقود: مادة صفيحة ثنائية القطب، تعمل على تحسين توزيع الغاز وإدارة الرطوبة، وزيادة كثافة الطاقة بنسبة 15%-20%.
بطاريات التدفق: مادة إلكترودية، تقلل من فقدان الاستقطاب، وتحسن كفاءة الطاقة بنسبة 8%-12%.
الصناعة الكهروكيميائية
تعدين التحليل الكهربائي: الكاثودات/الأنودات في تنقية النحاس والألومنيوم كهربائياً، مما يوفر مقاومة للتآكل وإطالة عمر الخدمة بمقدار 3 مرات.
عمليات الطلاء الكهربائي: باعتباره أنودًا غير قابل للذوبان، يقلل التلوث بالشوائب ويحسن تجانس الطلاء بنسبة 25%.
الإدارة الحرارية
تبديد الحرارة في الفضاء الجوي: خفيف الوزن وموصل للحرارة للغاية، ومناسب لأنظمة التحكم الحراري عبر الأقمار الصناعية والطائرات بدون طيار.
تبديد حرارة المعدات الإلكترونية: المادة الأساسية لغرف البخار في أجهزة الكمبيوتر المحمولة ومحطات 5G الأساسية.
الإدارة البيئية
يدعم المحفز: تحميل البلاتين والبلاديوم والمحفزات الأخرى لمعالجة غاز النفايات (على سبيل المثال، تقليل أكاسيد النيتروجين) أو تنقية المياه.
مواد الامتزاز: بنية مسامية لامتصاص فعال لأيونات المعادن الثقيلة (على سبيل المثال، Pb²⁺، Cd²⁺) أو الملوثات العضوية.
التصنيع المتقدم
معالجة التفريغ الكهربائي (EDM): معالجة عالية الدقة للقوالب المعدنية بخشونة سطحية Ra<0.4μm.
دعامات موصلة مطبوعة ثلاثية الأبعاد: توفير هياكل دعم خفيفة الوزن وعالية التوصيل للأجهزة الإلكترونية.
4. مزايا التخصيص
مطابقة دقيقة للأداء: يتم ضبط المسامية وفقًا لسيناريوهات التطبيق (على سبيل المثال، مسامية 25%-30% لخلايا الوقود، و15%-20% لألواح البطاريات).
الموصلية المحسنة / نسبة التوصيل الحراري: على سبيل المثال، يتم إعطاء الأولوية للتوصيل الحراري العالي لسيناريوهات الإدارة الحرارية، في حين يتم إعطاء الأولوية للتوصيل الكهربائي العالي لسيناريوهات تخزين الطاقة.
تحقيق أقصى قدر من الفعالية من حيث التكلفة: تصميم التعزيز الموضعي: تؤدي زيادة الكثافة في مناطق الضغط الحرجة إلى تقليل الاستخدام الإجمالي للمواد، مما يؤدي إلى خفض التكاليف بنسبة 20%-30%.
دعم الإنتاج القابل للتطوير: دفعات مخصصة تصل إلى 100 قطعة، مناسبة للمنتجات الصغيرة ذات القيمة المضافة العالية.
التكامل الوظيفي: أجهزة الاستشعار المدمجة: يتم دمج أجهزة استشعار درجة الحرارة أو الضغط داخل المسام للمراقبة في الوقت الحقيقي.
مركبات متعددة المواد: تعمل المركبات التي تحتوي على السيليكون وكربيد السيليكون على تعزيز القوة الميكانيكية أو الاستقرار الحراري.
الاستجابة السريعة والتكرار: أدوات التصميم الرقمي: تعمل النمذجة والمحاكاة ثلاثية الأبعاد على تحسين الهيكل، وتقصير دورة التطوير بنسبة 50%.
الإنتاج المعياري: تصميم الواجهة الموحد يسهل عمليات الترقيات أو الاستبدالات المستقبلية.
دراسة حالة: قامت إحدى شركات مركبات الطاقة الجديدة بتخصيص ألواح جرافيت مسامية منحنية لتبديد حرارة حزمة البطارية. من خلال ضبط توزيع تدرج المسام، تم تحسين انتظام تدفق الحرارة بنسبة 30%، وتم تقليل فرق درجة حرارة حزمة البطارية من 8 درجات مئوية إلى 3 درجات مئوية، وتم زيادة نطاق القيادة بنسبة 5%.
الآن الاتصال