المصدر: الإنتاج المخصص لأجزاء الجرافيت الدقيقة
1. خصائص المواد
درجة نقاء عالية ومحتوى منخفض من الشوائب
تصل نقاء المواد الخام الجرافيت إلى 99.9%-99.99%، مع محتوى الشوائب (مثل الكبريت والكلور وأيونات المعادن) أقل من 50 جزء في المليون، لتجنب تلوث بيئة العملية عن طريق تطاير الشوائب في درجات حرارة عالية. تعتبر أقطاب الجرافيت عالية النقاء مناسبة بشكل خاص للصناعات ذات متطلبات النظافة العالية للغاية، مثل أشباه الموصلات والخلايا الكهروضوئية.
استقرار ممتاز في درجات الحرارة العالية والاستجابة الحرارية
نطاق مقاومة درجة الحرارة: -200 درجة مئوية إلى 3000 درجة مئوية، مما يسمح بالاستخدام طويل الأمد في الأفران ذات درجة الحرارة العالية (مثل أفران نمو السيليكون أحادية البلورة). معامل التمدد الحراري (CTE) 2.5-3.5×10⁻⁶/درجة مئوية، مع تغير الأبعاد <0.02 مم/م عند درجات الحرارة العالية، مما يضمن دقة تجميع الأجزاء الدقيقة.
الموصلية الحرارية والكهربائية العالية: التوصيل الحراري 80-150 واط/(م·ك)، نقل سريع للحرارة، مناسب لتطبيقات التبادل الحراري أو معادلة درجة الحرارة؛ مقاومة الحجم 10⁻⁴-10⁻³ Ω·cm، مناسبة للأقطاب الكهربائية أو عناصر التسخين أو الموصلات الموصلة.
الاستقرار الكيميائي ومقاومة التآكل: مقاومة للأحماض (الرقم الهيدروجيني = 1)، والقلويات (الرقم الهيدروجيني = 13)، والتآكل بالمذيبات العضوية؛ مقاومة فائقة للأكسدة مقارنة بالمعادن؛ عمر أطول بمقدار 2-3 مرات من التيتانيوم في البيئات المسببة للتآكل مثل صناعات الكلور والقلويات وخزانات الطلاء الكهربائي.
خصائص الاحتكاك والتشحيم الذاتي المنخفضة: معامل الاحتكاك 0.05-0.1، مما يسمح بالتشغيل طويل الأمد بدون تزييت، ومناسب لتطبيقات الاحتكاك الجاف (مثل موانع التسرب ذات درجة الحرارة العالية والأجزاء المنزلقة)، مما يقلل من تكاليف الصيانة.
تركيبة خفيفة الوزن وعالية القوة: الكثافة 1.6-1.9 جم/سم مكعب، 1/4 فقط من كثافة الفولاذ، لكن قوة الضغط تصل إلى 100-180 ميجا باسكال، وهي قادرة على تحمل تشغيل الضغط العالي (مثل فرق الضغط 10 ميجا باسكال) مع تقليل حمل المعدات.
2. أنواع أجزاء الجرافيت
المكونات الهيكلية ذات درجة الحرارة العالية
مكونات الفرن: مثل السخانات وأسطوانات العزل وموجهات التدفق لأفران نمو السيليكون أحادية البلورة. تعمل مقاومة درجات الحرارة العالية والتوصيل الحراري الموحد على تحسين جودة نمو البلورات.
مكونات فرن الفراغ: مثل دعامات المنطقة الساخنة والدروع الحرارية. الحفاظ على الاستقرار الهيكلي في بيئة مفرغة وتقليل فقدان الحرارة.
قوالب دقيقة
قوالب الصب بالقالب: تستخدم لصب المعادن الخفيفة مثل سبائك الألومنيوم وسبائك المغنيسيوم. يتجاوز عمر القالب 50000 دورة، وخشونة السطح Ra<0.2μm، مما يقلل من نتوءات المنتج.
قوالب الحقن: مناسبة لقولبة حقن المواد البلاستيكية الهندسية ذات درجة الحرارة العالية (مثل PEEK، PI). يعمل تجانس درجة حرارة القالب ±2°C على تحسين دقة أبعاد المنتج.
الأقطاب الكهربائية والمكونات الموصلة
أقطاب EDM: أقطاب الجرافيت لتصنيع التفريغ الكهربائي (EDM). استقرار تفريغ عالي وكفاءة معالجة أعلى بنسبة 30% من الأقطاب الكهربائية النحاسية.
موصلات البطارية: قضبان التوصيل والمحطات الطرفية الموصلة في حزم بطاريات مركبات الطاقة الجديدة. الموصلية > 95% IACS، مقاومة الاتصال <0.1mΩ.
مكونات الختم والحد من الاحتكاك
حلقات الختم ذات درجة الحرارة العالية: تستخدم لختم درجة الحرارة العالية في توربينات الغاز وتوربينات البخار، مع معدل تسرب <0.05 مل / دقيقة عند 1000 درجة مئوية.
محامل ذاتية التشحيم: محامل انزلاقية تعمل في بيئات الاحتكاك الجاف، ويبلغ عمرها الافتراضي 5 أضعاف عمر المحامل المعدنية، ولا تحتاج إلى تزييت منتظم.
مكونات الحماية الكيميائية والبيئية
ألواح الترشيح: ألواح مسامية مقاومة للتآكل لتصفية المحاليل الحمضية/القلوية القوية، مع مسامية تتراوح من 20% إلى 35% وكفاءة ترشيح أكبر من 95%.
حاملات المحفز: مكونات هيكلية مسامية تدعم المحفزات، تستخدم لمعالجة غاز النفايات من المركبات العضوية المتطايرة، مما يقلل درجة حرارة التفاعل بمقدار 50 درجة مئوية.
3. سيناريوهات التطبيق
أشباه الموصلات والخلايا الكهروضوئية
مكونات Hotfield لأفران نمو السيليكون أحادي البلورات وأفران صب سبائك السيليكون متعدد البلورات، مما يضمن معدل عيب بلوري <0.1 جزء في المليون.
بكرات الجرافيت لمعدات طباعة الخلايا الكهروضوئية، مع خشونة السطح Ra<0.1μm، مما يحسن كفاءة نقل معجون الفضة.
مركبات الطاقة الجديدة
قضبان وأطراف توصيل حزمة البطارية، مع موصلية > 95% IACS، تدعم تقنية الشحن السريع (طاقة الشحن > 200 كيلوواط). فرش المحرك وحلقات الانزلاق: مقاومة التآكل تعادل 3 أضعاف مقاومة المعادن، مع عمر افتراضي يتجاوز 100.000 كيلومتر.
الفضاء الجوي: فوهات المحرك الصاروخي وبطانات غرفة الاحتراق: تتحمل درجات حرارة تصل إلى 3000 درجة مئوية وتوفر توصيلًا موحدًا للحرارة، مما يقلل الوزن الهيكلي.
محامل الجرافيت لآليات نشر الألواح الشمسية الفضائية: تعمل بدون تزييت في بيئة مفرغة لأكثر من 10 سنوات.
الحماية الكيميائية والبيئية: أنودات الجرافيت للخلايا التحليلية لصناعة الكلور والقلويات: مقاومة للتآكل بالكلور، مع عمر يتجاوز 5 سنوات.
الناقلات الحفزية لمعدات معالجة غاز النفايات: معدل تحويل المركبات العضوية المتطايرة >98%، مما يقلل تكاليف التشغيل بنسبة 40%.
4. خيارات التخصيص
اختيار درجة المواد: المواد الخام المخصصة على أساس درجة حرارة التشغيل (على سبيل المثال، الدرجة القياسية <2000 درجة مئوية، درجة الحرارة العالية للغاية> 2500 درجة مئوية) ومتطلبات النقاء (99.9%-99.99%).
التحكم في الأبعاد والتسامح: يدعم الآلات فائقة الدقة (التسامح ± 0.005 مم) للتكيف مع احتياجات تجميع المعدات المختلفة.
عمليات معالجة السطح: يعمل الطلاء (على سبيل المثال، الطبقات الكارهة للماء، أو الكارهة للزيوت، أو الطبقات النشطة تحفيزيًا) أو التلميع (Ra<0.05μm) على تحسين وظائف المكونات ومتانتها.
تصميم التحسين الهيكلي: تحسين بنية المكونات بناءً على محاكاة توزيع الضغط (على سبيل المثال، تقليل الوزن، زيادة الصلابة) لتقليل هدر المواد.