טכנולוגיית ייצור ושימושים עיקריים של גרפיט דחוס איזוסטטי

גרפיט לחוץ איזוסטטיהוא סוג חדש של חומר גרפיט, בעל מוליכות חשמלית מצוינת, עמידות בטמפרטורה גבוהה ויציבות כימית, ולכן נעשה בו שימוש נרחב בתחומי היי-טק רבים. מאמר זה יציג בפירוט את תהליך הייצור, השימושים העיקריים ומגמת הפיתוח העתידית שלגרפיט דחוס איזוסטטי.

 

תהליך ייצור שלגרפיט דחוס איזוסטטי

תהליך הייצור של גרפיט איזוסטטי כולל בעיקר את השלבים הבאים:
1. הכנת חומר גלם: חומרי גלם של גרפיט דחוס איזוסטטי כוללים אגרגט וחומר קלסר. האגרגט עשוי בדרך כלל מקוקה נפט או קוקאס אספלט, אשר צריך להיות מבודד ב-1200 ~ 1400℃ כדי להסיר לחות וחומרים נדיפים לפני שניתן להשתמש בו. הקלסר עשוי מזפת פחם או זפת נפט, המתרחבת ומתכווצת באופן סינכרוני עם האגרגט כדי להבטיח את האיזוטרופיה של החומר.
2. טחינה: חומר הגלם נטחן לאבקה עדינה יותר, שבדרך כלל דורשת שגודל המצטבר יגיע ל-20um או פחות. המשובחים ביותרגרפיט לחוץ בצורה איזוסטטית, עם קוטר חלקיקים מרבי של 1μm, הוא עדין מאוד.
3. כבישה איזוסטטית קרה: הכניסו את האבקה הטחונה למכונת הכבישה האיזוסטטית הקרה ולחץ אותה ליצירת בלחץ גבוה.
4. צלייה: את הגרפיט היצוק מכניסים לכבשן אפייה וצולים בטמפרטורה גבוהה כדי לשפר עוד יותר את דרגת הגרפיטיזציה.
5. מחזור הספגה-צלייה: על מנת להשיג את צפיפות היעד, נדרשים מחזורי הספגה-צלייה מרובים. כל מחזור מגביר את צפיפות הגרפיט, ומשיג חוזק ומוליכות חשמלית גבוהים יותר.

השימושים העיקריים שלגרפיט איזוסטטיכלול את הדברים הבאים:
1. שדה אלקטרוני:גרפיט לחוץ איזוסטטיתנמצא בשימוש נרחב בתחום האלקטרוניקה בשל המוליכות החשמלית המעולה שלו. במיוחד בתחומי הסוללות, האלקטרודות, התקני מוליכים למחצה וכו', המוליכות החשמלית המעולה שלו הופכת את הגרפיט הדחוס האיזוסטטי לחומר הכרחי.
2. תחום תעופה וחלל: לגרפיט דחוס איזוסטטי יש מאפיינים של עמידות בטמפרטורה גבוהה, יציבות כימית וחוזק גבוה, ולכן הוא נמצא בשימוש נרחב בתחום התעופה והחלל. לדוגמה, במנועי רקטות ובחלליות,גרפיט לחוץ בצורה איזוסטטיתמשמש לייצור רכיבים מוליכים חשמלית בתנאי טמפרטורה גבוהה ולחץ גבוה.
3. תחום רכב:גרפיט דחוס איזוסטטינמצא בשימוש נרחב גם בתחום הרכב. לדוגמה, בתחום הסוללות משתמשים בגרפיט דחוס בצורה איזוסטטית לייצור אלקטרודות סוללות בעלות ביצועים גבוהים. בנוסף, ברכיבי מנוע רכב, גרפיט דחוס איזוסטטי משמש גם לייצור אטמים וחלקי בלאי בתנאי טמפרטורה ולחץ גבוה.
4. תחומים נוספים: בנוסף לתחומים הנ"ל, גרפיט איזוסטטי נמצא בשימוש נרחב גם באנרגיה, בתעשייה כימית, במטלורגיה ובתחומים נוספים. למשל, בתחום התאים הסולאריים,גרפיט לחוץ בצורה איזוסטטיתמשמש לייצור אלקטרודות ומצעים מוליכים יעילים במיוחד. בתעשייה הכימית,גרפיט לחוץ בצורה איזוסטטיתמשמש לייצור צינורות ומיכלים בעלי עמידות בפני קורוזיה גבוהה. במטלורגיה,גרפיט לחוץ בצורה איזוסטטיתמשמש לייצור תנורים ואלקטרודות בטמפרטורה גבוהה.

כסוג חדש של חומר גרפיט, לגרפיט דחוס איזוסטטי מגוון רחב של שימושים וערך חשוב. תהליך הייצור שלו מורכב ועדין, וצריך לעבור מספר שלבים להשלמתו. עם זאת, שלבי התהליך המורכבים הללו הם שגורמים לגרפיט שנלחץ בצורה איזוסטטית להיות בעל תכונות מצוינות ואפשרויות יישום רחבות. בעתיד, עם ההתקדמות המתמשכת של המדע והטכנולוגיה והרחבת תחומי היישום, גרפיט דחוס איזוסטטי יהיה בשימוש נרחב יותר ויקודם. במקביל, המחקר והשיפור של תהליך הייצור והטכנולוגיה יהפכו גם למוקד המחקר. הוא האמין כי בעתיד הקרוב, גרפיט איזוסטטי יביא לנו יותר הפתעות ואפשרויות.