גרפיט לחיצה איזוסטטיתהוא סוג חדש של חומר גרפיט שפותח בשנות ה-60, ובעל שורה של תכונות מצוינות. לדוגמה, גרפיט לכבישה איזוסטטית בעל עמידות טובה בחום. באווירה אינרטית, חוזקו המכני לא רק שאינו יורד 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 ובעל עמידות מצוינת להלם תרמי; איזוטרופיות; עמידות חזקה בפני קורוזיה כימית, מוליכות תרמית וחשמלית טובה; ביצועי עיבוד מכניים מצוינים.
דווקא בזכות ביצועיו המצוינים, גרפיט איזוסטטי לכבישה נמצא בשימוש נרחב בתחומים כמו מטלורגיה, כימיה, חשמל, תעופה וחלל ואנרגיה אטומית. יתר על כן, עם התפתחות המדע והטכנולוגיה, תחומי היישום מתרחבים בהתמדה.
תהליך ייצור של גרפיט איזוסטטי לכבישה
תהליך הייצור של גרפיט איזוסטטי לכבישה מוצג באיור 1. ברור שתהליך הייצור של גרפיט איזוסטטי לכבישה שונה מזה של אלקטרודות גרפיט.
גרפיט לכבישה איזוסטטית דורש חומרי גלם איזוטרופיים מבניים, אותם יש לטחון לאבקות דקות יותר. יש להשתמש בטכנולוגיית עיצוב בכבישה איזוסטטית קרה, ומחזור הקלייה ארוך מאוד. על מנת להשיג את צפיפות היעד, נדרשים מחזורי קלייה של הספגה מרובים, ומחזור הגרפיטיזציה ארוך בהרבה מזה של גרפיט רגיל.
שיטה נוספת לייצור גרפיט בכבישה איזוסטטית היא שימוש במיקרו-כדורי פחמן מזופאזים כחומרי גלם. ראשית, מיקרו-כדורי פחמן מזופאזים עוברים טיפול ייצוב חמצון בטמפרטורות גבוהות יותר, ולאחר מכן כבישה איזוסטטית, ולאחר מכן קלצינציה נוספת וגרפיטיזציה. שיטה זו לא מוצגת במאמר זה.
1.1 חומרי גלם
Thחומרי הגלם לייצור גרפיט איזוסטטי לכבישה כוללים אגרגטים וחומרי קלסר. אגרגטים עשויים בדרך כלל מקולה נפטית וקוקה אספלט, כמו גם קוקה אספלט טחון. לדוגמה, הגרפיט האיזוסטטי מסדרת AXF המיוצרת על ידי POCO בארצות הברית עשוי מקולה אספלט טחון גילסונטקוק.
על מנת להתאים את ביצועי המוצר בהתאם לשימושים שונים, משתמשים גם בפחמן שחור וגרפיט מלאכותי כתוספים. באופן כללי, יש צורך לחמם קוקה נפט וקוקה אספלט בטמפרטורה של 1200~1400 מעלות צלזיוס כדי להסיר לחות וחומרים נדיפים לפני השימוש.
עם זאת, על מנת לשפר את התכונות המכניות ואת הצפיפות המבנית של מוצרים, קיים גם ייצור ישיר של גרפיט איזוסטטי לכבישה באמצעות חומרי גלם כגון קוק. המאפיין של קוק הוא שהוא מכיל חומרים נדיפים, בעל תכונות סינטור עצמי, ומתרחב ומתכווץ באופן סינכרוני עם קוק המקשר. הקשר משתמש בדרך כלל בזפת פחם, ובהתאם לתנאי הציוד השונים ולדרישות התהליך של כל מפעל, נקודת הריכוך של זפת הפחם המשמשת נעה בין 50 ℃ ל-250 ℃.
ביצועי הגרפיט האיזוסטטי מושפעים במידה רבה מחומרי הגלם, ובחירת חומרי הגלם היא חוליה מרכזית בייצור המוצר הסופי הנדרש. לפני ההזנה, יש לבדוק בקפדנות את המאפיינים והאחידות של חומרי הגלם.
1.2 טחינה
גודל הצבירה של גרפיט איזוסטטי לדחיסה נדרש בדרך כלל להיות מתחת ל-20 מיקרון. כיום, לגרפיט איזוסטטי לדחיסה המעודן ביותר יש קוטר חלקיקים מקסימלי של 1 מיקרון. הוא דק מאוד.
כדי לטחון קוק מצרפי לאבקה דקה שכזו, יש צורך במכונת כתישה דקה במיוחד. טחינה עם גודל חלקיקים ממוצע של 10-20 מיקרון. אבקת m דורשת שימוש בטחנת גלילים אנכית, עם גודל חלקיקים ממוצע של פחות מ-10 מיקרון. אבקת m דורשת שימוש מטחנת זרימת אוויר.
1.3 ערבוב ולישה
יש לשים את אבקת הפחם הטחונה ואת חומר הקישור זפת הפחם ביחס למערבל חימום לצורך לישה, כך ששכבת אספלט תדבק באופן שווה לפני השטח של חלקיקי הקוק. לאחר הלישה, יש להסיר את המשחה ולהניח לה להתקרר.
זמן פרסום: 27 בספטמבר 2023