הסבר מפורט על גרפיט לחיצה איזוסטטית (1)

גרפיט לחיצה איזוסטטיתהוא סוג חדש של חומר גרפיט שפותח בשנות ה-60, בעל סדרה של תכונות מצוינות. לדוגמה, לגרפיט לחיצה איזוסטטית יש עמידות טובה בחום. באטמוספירה אינרטית, החוזק המכני שלו לא רק שאינו פוחת עם עליית הטמפרטורה, אלא גם עולה, ומגיע לערכו הגבוה ביותר בסביבות 2500 ℃; בהשוואה לגרפיט רגיל, המבנה שלו עדין וצפוף, והאחידות שלו טובה; מקדם ההתפשטות התרמית נמוך מאוד ויש לו עמידות בפני זעזועים תרמיים מעולה; איזוטרופי; עמידות בפני קורוזיה כימית חזקה, מוליכות תרמית וחשמלית טובה; בעל ביצועי עיבוד מכני מצוינים.

בדיוק בגלל הביצועים המצוינים שלו נעשה שימוש נרחב בגרפיט לחיצה איזוסטטית בתחומים כמו מתכות, כימיה, חשמל, תעופה וחלל ואנרגיה אטומית. יתרה מכך, עם התפתחות המדע והטכנולוגיה, תחומי היישומים מתרחבים ללא הרף.

תהליך ייצור של גרפיט לחיצה איזוסטטית

תהליך הייצור של גרפיט לחיצה איזוסטטית מוצג באיור 1. ברור שתהליך הייצור של גרפיט לחיצה איזוסטטית שונה מזה של אלקטרודות גרפיט.

גרפיט לחיצה איזוסטטית דורשת חומרי גלם איזוטריים מבחינה מבנית, אותם יש צורך לטחון לאבקות עדינות יותר. יש ליישם טכנולוגיית יצירת כבישה איזוסטטית קרה, ומחזור הצלייה ארוך מאוד. על מנת להשיג את צפיפות היעד, נדרשים מחזורי צלייה מרובים בהספגה, ומחזור הגרפיטציה ארוך בהרבה מזה של גרפיט רגיל.

שיטה נוספת לייצור גרפיט לחיצה איזוסטטית היא שימוש במיקרוספירות פחמן מזופאז כחומרי גלם. ראשית, מיקרוספירות הפחמן המזופאזיות נתונות לטיפול ייצוב חמצון בטמפרטורות גבוהות יותר, ולאחר מכן לחיצה איזוסטטית, ולאחר מכן המשך סילוק וגרפיטיזציה. שיטה זו אינה מוצגת במאמר זה.

1.1 חומרי גלם

Thחומרי הגלם לייצור גרפיט לחיצה איזוסטטית כוללים אגרגטים וקלסרים. אגרגטים מיוצרים בדרך כלל מקוקה נפט ומקוק אספלט, כמו גם קוק אספלט טחון. לדוגמה, הגרפיט האיזוסטטי מסדרת AXF המיוצר על ידי POCO בארצות הברית עשוי מקוק אספלט טחון Gilsontecoke.

על מנת להתאים את ביצועי המוצר לפי שימושים שונים, פחמן שחור וגרפיט מלאכותי משמשים גם כתוספים. באופן כללי, קוקס נפט וקולה אספלט צריכים להיות מדודים בטמפרטורה של 1200~1400 ℃ כדי להסיר לחות וחומרים נדיפים לפני השימוש.

עם זאת, על מנת לשפר את התכונות המכניות והצפיפות המבנית של מוצרים, ישנו גם ייצור ישיר של גרפיט בכבישה איזוסטטית באמצעות חומרי גלם כגון קוק. המאפיין של קוקינג הוא שהוא מכיל חומר נדיף, בעל תכונות סינטרה עצמית, ומתרחב ומתכווץ באופן סינכרוני עם הקוקס הקושר. הקלסר משתמש בדרך כלל בזפת פחם, ובהתאם לתנאי הציוד ודרישות התהליך השונות של כל מפעל, נקודת הריכוך של זפת זפת פחם בשימוש נעה בין 50 ℃ ל 250 ℃.

הביצועים של גרפיט כבישה איזוסטטי מושפעים מאוד מחומרי הגלם, ובחירת חומרי הגלם מהווה חוליה מרכזית בהפקת המוצר הסופי הנדרש. לפני האכלה יש לבדוק היטב את המאפיינים ואחידותם של חומרי הגלם.

1.2 טחינה

הגודל המצטבר של גרפיט לחיצה איזוסטטי נדרש בדרך כלל להגיע מתחת ל-20um. נכון לעכשיו, לגרפיט הלחיצה האיזוסטטי המעודן ביותר יש קוטר חלקיקים מרבי של 1 מיקרומטר. זה מאוד דק.

כדי לטחון קולה מצטבר לאבקה דקה כזו, יש צורך במגרסה עדינה במיוחד. טחינה בגודל חלקיקים ממוצע של 10-20 μ האבקה של m דורשת שימוש בטחנת רולר אנכית, עם גודל חלקיקים ממוצע של פחות מ-10 μ האבקה של m דורשת שימוש במטחנת זרימת אוויר.

1.3 ערבוב ולישה

הכניסו את האבקה הטחונה ואת קלסר זפת הפחם בפרופורציה לתוך מערבל חימום ללישה, כך ששכבת אספלט תידבק באופן שווה לפני השטח של חלקיקי אבקת הקולה. לאחר הלישה, מסירים את העיסה ומניחים לה להתקרר.