يعتبر قارب الجرافيت المعدني الملبد Sagger Graphite Boat عبارة عن حاوية أساسية مصممة خصيصًا لعمليات التلبيد ذات درجات الحرارة العالية. من خلال الجمع بين مواد الجرافيت عالية النقاء وتكنولوجيا التصنيع الدقيقة، فإنه يحقق خصائص مثل مقاومة درجات الحرارة العالية، ومقاومة الصدمات الحرارية، ومقاومة التآكل. يتم استخدامه على نطاق واسع في التلبيد والمعالجة الحرارية لمواد المسحوق في علم المعادن والطاقة الجديدة والسيراميك وغيرها من المجالات.
1. ميزات المظهر: تصميم دقيق موجه نحو الوظيفة
الشكل الأساسي: عادة ما يكون هيكل الخزان مربعًا أو مستطيلًا ذو قاع مسطح وسمك جدار موحد. تم تجهيز بعض الطرز بغطاء قابل للإزالة لسهولة تحميل وتفريغ المواد. على سبيل المثال، تتميز قوارب الجرافيت المستخدمة لتلبيد مواد كاثود بطارية الليثيوم بتصميم مغطى لمنع تطاير المواد عند درجات الحرارة العالية.
المعالجة السطحية
جدار داخلي أملس: يقلل التلميع الدقيق من التصاق المواد ويحسن تجانس التلبيد.
الطلاء المضاد للأكسدة: مثل طلاء كربيد السيليكون (SiC) أو طلاء نيتريد البورون (BN)، مما يعزز مقاومة الأكسدة في درجات الحرارة العالية ويطيل عمر الخدمة.
التعزيز الهيكلي: تحتوي بعض النماذج على شرائح تقوية معدنية مدمجة عند حواف الخزان لتحسين مقاومة التأثير الميكانيكي.
2. تركيب المواد: درجة نقاء عالية وتعزيز مركب
المادة الأساسية: الجرافيت المتوازن عالي النقاء هو النواة، مع محتوى الكربون > 99.9% ومحتوى الرماد <0.01%، مما يضمن الاستقرار الكيميائي والتوصيل الكهربائي. على سبيل المثال، تتطلب مواد بطاريات الليثيوم قوارب من الجرافيت بمحتوى من الرماد أقل من 50 جزء في المليون للتلبيد لتجنب التلوث بالشوائب.
مرحلة التعزيز:
ألياف الكربون: تعمل على تحسين قوة الشد ومقاومة الصدمات، وتقليل معامل التمدد الحراري (CTE<1.5×10⁻⁶/°C)، ومناسبة لتطبيقات التسخين السريع.
الجسيمات المعدنية: مثل النيكل (Ni) أو الموليبدينوم (Mo)، تعمل على تحسين التوصيل الحراري (الموصلية الحرارية ≥150W/(m·K))، مما يؤدي إلى تقصير دورة التلبيد.
الإضافات: مشبعة بزيت السيليكون أو ثاني كبريتيد الموليبدينوم (MoS₂)، مما يقلل من معامل الاحتكاك، ويحقق التشحيم الذاتي، ويقلل من وقت توقف المعدات عن الصيانة.
3. مزايا الاستخدام: اختراق الأداء وتحسين التكلفة
مقاومة درجات الحرارة العالية ومقاومة الصدمات الحرارية
يمكن أن تعمل مواد الجرافيت بشكل مستمر عند درجات حرارة تتراوح بين 2000 و3000 درجة مئوية وتتحمل التسخين والتبريد السريع (على سبيل المثال، التبريد السريع من 1000 درجة مئوية إلى درجة حرارة الغرفة) دون تشقق أو تشوه. على سبيل المثال، في تلبيد الكربيد الأسمنتي، تخضع قوارب الجرافيت لدورات تسخين متعددة، وتحدد مقاومتها للصدمات الحرارية العائد بشكل مباشر.
مقاومة التآكل وعمر طويل
إنها تظهر مقاومة قوية للمحاليل الحمضية والقلوية والمعادن المنصهرة، مع عمر خدمة يصل إلى عدة سنوات. على سبيل المثال، في صهر الأتربة النادرة، تكون قوارب الجرافيت على اتصال طويل الأمد مع الوسائط شديدة التآكل، كما أن مقاومتها للتآكل تتفوق بشكل كبير على الحاويات الخزفية التقليدية.
الموصلية الحرارية العالية وتوفير الطاقة
محتوى الكربون الثابت العالي يضمن التوصيل الحراري الممتاز، وتقصير وقت التلبيد بنسبة 30%-50% وتقليل استهلاك الطاقة. على سبيل المثال، في تلبيد مسحوق السيراميك، يمكن أن يوفر استخدام قوارب الجرافيت طاقة أكثر بنسبة 40% من بوتقات الألومينا.
التخصيص وفعالية التكلفة
يتم دعم تخصيص الحجم والشكل وصياغة المواد، مما يقلل من هدر المواد. على سبيل المثال، يمكن تصميم قوارب الجرافيت المصغرة لإنتاج كميات صغيرة لتقليل التكلفة لكل استخدام.
4. الصناعات التطبيقية: المكونات الأساسية التي تغطي مجالات متعددة
قطاع الطاقة الجديد
مواد بطارية الليثيوم: تستخدم في تلبيد الكاثود (على سبيل المثال، فوسفات حديد الليثيوم والمواد الثلاثية) ومساحيق الأنود (الجرافيت) لضمان نقاء المواد واستقرار الأداء.
خلايا الوقود: تعمل كطبقة حاملة لانتشار الغاز، مما يحسن كفاءة تفاعل القطب الكهربي.
تعدين ومسحوق المعادن
السبائك الصلبة: حاملات لمخاليط كربيد التنغستن ومسحوق الكوبالت، الملبدة عند درجات حرارة عالية لإنتاج أدوات القطع وقوالب الجرافيت وغيرها.
المعادن النادرة: تستخدم في صهر سبائك الفاناديوم والنيتروجين وسبائك التيتانيوم وغيرها، لمقاومة تآكل المعدن المنصهر.
السيراميك وأشباه الموصلات
مساحيق السيراميك: تلبيد السيراميك الهيكلي مثل الألومينا ونيتريد السيليكون لتحسين كثافة المواد.
مواد أشباه الموصلات: تعمل بمثابة سخان أو دعم في نمو رقاقة السيليكون لضمان توحيد درجة الحرارة.
أفران صناعية ذات درجة حرارة عالية
يعمل كحامل داخل أفران التفريغ أو الغلاف الجوي، ويحمل عينات لمعالجة درجات الحرارة العالية، ومناسب لأبحاث وتطوير المواد الفضائية.
الآن الاتصال