Specificații materiei prime grafit

Grafitul de-puritate ridicată se referă, în general, la grafitul cu un conținut de carbon de peste 99,99%. Structura sa organizatorică poate fi împărțită în trei categorii: structură cu granulație grosieră-, structură cu granulație-fină și structură cu granulație ultra{-fină-. Grafitul de-puritate ridicată este utilizat pe scară largă în cuptoarele cu siliciu cu un-cristal Czochralski. Materialul de bază al circuitelor integrate este în principal cipuri de siliciu monocristal. În prezent, procesul de creștere a monocristalului de siliciu adoptă în principal metoda Czochralski (CZ). Alte metode includ metoda Czochralski a câmpului magnetic (MCZ), metoda zonei (FZ) și metoda de extragere a cristalului cu creuzet dublu. Siliciul monocristalin Czochralski utilizat în industria electronică globală reprezintă aproximativ 80% din consumul total de siliciu monocristalin. Piesele din grafit din cuptoarele Czochralski cu siliciu monocristal sunt consumabile. Pentru procesarea sistemului de încălzire al cuptoarelor cu siliciu monocristal Czochralski se folosesc materiale de-puritate ridicată.

O altă utilizare importantă a grafitului de-puritate ridicată este aceea de a fi prelucrat în diferite tipuri de creuzete pentru producerea de metale rare sau de metale de-puritate ridicată și materiale ne-metalice. Electrodul de grafit pentru analiza spectrală este, de asemenea, un fel de grafit de înaltă-puritate, care poate fi utilizat pentru analiza spectrochimică a tuturor elementelor, cu excepția carbonului. Electrodul de grafit pentru analiza spectrală este format prin metoda extrudarii. Conținutul de element de impuritate al produsului finit nu trebuie să fie mai mare de 6*10-5. Atunci când se prepară probe standard pentru analiza spectrală și se captează impuritățile prin metode chimice, trebuie utilizată pulbere de carbon spectral pură sau pulbere de grafit spectral pură. Cerințele privind conținutul de impurități ale acestor două materiale de{16}}puritate ridicată sunt 6*10-5; în unele aplicații, conținutul de carbon trebuie să atingă 99,9995%, iar conținutul total de cenușă este mai mic de 5*10-6. Există trei metode de turnare pentru grafit de înaltă puritate: turnare prin extrudare, turnare prin compresie și presare izostatică.

Grafitul este unul dintre materialele de decelerare și materialele reflectorizante utilizate la construirea reactoarelor nucleare. Reactoarele timpurii erau toate grămezi de grafit. Grafitul pentru reactoarele nucleare utilizate ca materiale structurale este mult mai strict și mai scump decât electrozii de grafit în ceea ce privește selecția materiilor prime, controlul procesului și inspecția produsului finit. Grafitul pentru reactoare nucleare trebuie să aibă următoarele proprietăți: absorbție mică a neutronilor lenți, rezistență bună la temperatură-înaltă, rezistență ridicată la șocuri termice, performanță bună la decelerare a neutronilor rapidi, dimensiune stabilă sub iradiere și conținut minim de impurități. Conținutul de elemente precum bor și cadmiu care sunt ușor de absorbit neutroni trebuie controlat cu strictețe.

Grafitul nuclear trebuie să aibă o densitate de volum mai mare M deoarece efectul de decelerare al grafitului asupra neutronilor rapizi se realizează prin ciocnirea neutronilor rapizi cu atomii de carbon. Cu cât sunt mai mulți atomi de carbon într-o unitate de volum, cu atât efectul este mai bun. Prin urmare, densitatea de volum este unul dintre principalii indicatori ai grafitului nuclear. Densitatea volumului este, de asemenea, direct legată de porozitatea și permeabilitatea grafitului. Pentru a evita pierderea combustibilului nuclear și a purtătorului de căldură, porozitatea și permeabilitatea trebuie reduse la un anumit nivel. Rezistența mecanică a grafitului este, de asemenea, legată de densitatea sa în volum. În general, densitatea de volum a miezului de grafit utilizat în stivele de grafit este de 1,7-1,75 g/cm³.

Reactoarele nucleare utilizate pentru generarea de energie sunt în prezent în principal reactoare cu apă presurizată care nu necesită grafit, dar experții prevăd că reactoarele răcite cu gaz-la temperatură înaltă-au perspective mari de dezvoltare. Reactoarele răcite cu gaz la temperatură înaltă-- necesită o cantitate mare de materiale avansate de grafit. 9 În reactoarele răcite cu gaz-la temperatură înaltă{-, deoarece heliul este folosit ca lichid de răcire, materialele de carbon și ceramice sunt folosite ca materiale de acoperire a combustibilului, iar materialele de grafit sau carbonacee sunt utilizate ca materiale structurale-de nucleu de temperatură înaltă și decelerare{8}. până la -5 pot fi exportate din reactor pentru utilizare ca energie.

Deși definiția internațională a grafitului izotrop trebuie clarificată în continuare, anumiți indicatori de performanță fizică în direcțiile de diametru și lungime ale produsului sunt în general măsurați, iar rapoartele lor sunt calculate. Unii sunt exprimați prin raportul coeficienților de dilatare termică, iar cei mai simpli sunt exprimați prin raportul rezistivității. Raportul de anizotropie este în intervalul 1,0 ~ 1,1, care se numește produse izotropice, iar când depășește 1,1, se numește produse anizotropice. În plus față de cocsul de petrol general, grafitul izotrop folosește și cocs de smoală modificat, cocs de smoală naturală, cocs de petrol oxidat, cocs de petrol brut necalcinat, grafit natural etc.