Isostatischer Graphit, auch bekannt als isostatisch geformter Graphit, bezieht sich auf ein Verfahren, bei dem eine Mischung von Rohstoffen in einem System namens kaltisostatisches Pressen (CIP) zu rechteckigen oder runden Blöcken gepresst wird. Kaltisostatisches Pressen ist eine Materialverarbeitungsmethode, bei der Druckänderungen einer eingeschlossenen, inkompressiblen Flüssigkeit unveränderlich auf jeden Teil der Flüssigkeit übertragen werden, einschließlich der Oberfläche ihres Behälters.
Im Vergleich zu anderen Techniken wie Extrusion und Vibrationsformen erzeugt die CIP-Technologie den isotropsten synthetischen Graphit.Isostatischer Graphitweist typischerweise auch die kleinste Korngröße aller synthetischen Graphite auf (ungefähr 20 Mikrometer).
Herstellungsverfahren für isostatischen Graphit
Das isostatische Pressen ist ein mehrstufiger Prozess, der es ermöglicht, äußerst gleichmäßige Blöcke mit konstanten physikalischen Parametern in jedem Teil und Punkt zu erhalten.
Typische Eigenschaften von isostatischem Graphit:
• Extrem hohe Hitze- und Chemikalienbeständigkeit
• Hervorragende Temperaturwechselbeständigkeit
• Hohe elektrische Leitfähigkeit
• Hohe Wärmeleitfähigkeit
• Erhöht die Festigkeit mit steigender Temperatur
• Leicht zu verarbeiten
• Kann in sehr hoher Reinheit hergestellt werden (<5 ppm)
Herstellung vonisostatischer Graphit
1. Cola
Koks ist ein Bestandteil, der in Erdölraffinerien durch Erhitzen von Steinkohle (600–1200 °C) hergestellt wird. Der Prozess wird in speziell konstruierten Koksöfen unter Verwendung von Verbrennungsgasen und einer begrenzten Sauerstoffzufuhr durchgeführt. Sie hat einen höheren Heizwert als herkömmliche fossile Kohle.
2. Zerkleinern
Nach der Prüfung des Rohmaterials wird dieses auf eine bestimmte Partikelgröße zerkleinert. Spezielle Maschinen zum Mahlen des Materials füllen das gewonnene feinste Kohlepulver in spezielle Beutel und klassifizieren es nach Partikelgröße.
Tonhöhe
Dies ist ein Nebenprodukt der Verkokung von Steinkohle, also der Röstung bei 1000-1200°C ohne Luft. Pech ist eine dichte schwarze Flüssigkeit.
3. Kneten
Nachdem der Koksmahlvorgang abgeschlossen ist, wird er mit Pech vermischt. Beide Rohstoffe werden bei hoher Temperatur vermischt, sodass die Kohle schmelzen und sich mit den Kokspartikeln verbinden kann.
4. Zweite Pulverisierung
Nach dem Mischvorgang entstehen kleine Kohlenstoffkügelchen, die noch einmal zu sehr feinen Partikeln gemahlen werden müssen.
5. Isostatisches Pressen
Sobald feine Partikel in der erforderlichen Größe hergestellt sind, folgt der Pressschritt. Das erhaltene Pulver wird in große Formen gefüllt, deren Abmessungen der endgültigen Blockgröße entsprechen. Das Kohlenstoffpulver in der Form wird einem hohen Druck (mehr als 150 MPa) ausgesetzt, der die gleiche Kraft und den gleichen Druck auf die Partikel ausübt, diese symmetrisch anordnet und somit gleichmäßig verteilt. Mit dieser Methode können in der gesamten Form die gleichen Graphitparameter erzielt werden.
6. Karbonisierung
Der nächste und längste Schritt (2-3 Monate) ist das Backen im Ofen. Das isostatisch gepresste Material wird in einen großen Ofen gegeben, wo die Temperatur 1000 °C erreicht. Um Defekte oder Risse zu vermeiden, wird die Temperatur im Ofen ständig kontrolliert. Nach Abschluss des Backvorgangs erreicht der Block die erforderliche Härte.
7. Pechimprägnierung
In diesem Stadium kann der Block mit Pech imprägniert und erneut gebrannt werden, um seine Porosität zu verringern. Die Imprägnierung erfolgt üblicherweise mit einem Pech mit einer niedrigeren Viskosität als das als Bindemittel verwendete Pech. Die niedrigere Viskosität ist erforderlich, um die Lücken genauer zu füllen.
8. Graphitisierung
In diesem Stadium ist die Matrix der Kohlenstoffatome geordnet und der Umwandlungsprozess von Kohlenstoff zu Graphit wird Graphitisierung genannt. Beim Graphitisieren wird der hergestellte Block auf eine Temperatur von etwa 3000 °C erhitzt. Nach der Graphitisierung werden Dichte, elektrische Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit deutlich verbessert und auch die Verarbeitungseffizienz verbessert.
9. Graphitmaterial
Nach der Graphitisierung müssen alle Eigenschaften des Graphits überprüft werden – darunter Korngröße, Dichte, Biege- und Druckfestigkeit.
10. Verarbeitung
Sobald das Material vollständig vorbereitet und geprüft ist, kann es nach Kundenunterlagen gefertigt werden.
11. Reinigung
Wenn isostatischer Graphit in der Halbleiter-, Einkristall-Silizium- und Atomenergieindustrie verwendet wird, ist eine hohe Reinheit erforderlich, daher müssen alle Verunreinigungen durch chemische Methoden entfernt werden. Die typische Vorgehensweise zur Entfernung von Graphitverunreinigungen besteht darin, das graphitierte Produkt in ein Halogengas zu geben und es auf etwa 2000 °C zu erhitzen.
12. Oberflächenbehandlung
Je nach Einsatzzweck des Graphits kann dessen Oberfläche geschliffen sein und eine glatte Oberfläche aufweisen.
13. Versand
Nach der Endbearbeitung werden die fertigen Graphitteile verpackt und an den Kunden verschickt.
Für weitere Informationen zu verfügbaren Größen, isostatischen Graphitqualitäten und Preisen kontaktieren Sie uns bitte. Unsere Ingenieure beraten Sie gerne zu geeigneten Materialien und beantworten alle Ihre Fragen.
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 14. September 2024