גרפיט איזוסטטי, הידוע גם בשם גרפיט שנוצר בצורה איזוסטטית, מתייחס לשיטה שבה תערובת של חומרי גלם נדחסת לגושים מלבניים או עגולים במערכת הנקראת לחיצה איזוסטטית קרה (CIP). כבישה איזוסטטית קרה היא שיטת עיבוד חומרים שבה שינויים בלחץ של נוזל סגור ובלתי ניתן לדחיסה מועברים ללא שינוי לכל חלק של הנוזל, כולל פני השטח של המיכל שלו.
בהשוואה לטכניקות אחרות כגון אקסטרוזיה ויצירת רטט, טכנולוגיית CIP מייצרת את הגרפיט הסינטטי האיזוטרופי ביותר.גרפיט איזוסטטייש גם בדרך כלל את גודל הגרגיר הקטן ביותר מכל גרפיט סינטטי (כ-20 מיקרון).
תהליך ייצור של גרפיט איזוסטטי
כבישה איזוסטטית היא תהליך רב שלבי המאפשר קבלת בלוקים אחידים במיוחד עם פרמטרים פיזיים קבועים בכל חלק ונקודה.
תכונות אופייניות של גרפיט איזוסטטי:
• עמידות גבוהה במיוחד לחום ולכימיקלים
• עמידות בפני זעזועים תרמיים מעולה
• מוליכות חשמלית גבוהה
• מוליכות תרמית גבוהה
• מגביר את החוזק עם עליית הטמפרטורה
• קל לעיבוד
• ניתן לייצר בטוהר גבוה מאוד (<5 ppm)
ייצור שלגרפיט איזוסטטי
1. קולה
קולה הוא רכיב המיוצר בבתי זיקוק לנפט על ידי חימום פחם קשה (600-1200 מעלות צלזיוס). התהליך מתבצע בתנורי קולה שתוכננו במיוחד תוך שימוש בגזי בעירה ובאספקה מוגבלת של חמצן. יש לו ערך קלורי גבוה יותר מפחם מאובנים רגיל.
2. ריסוק
לאחר בדיקת חומר הגלם, הוא נמחץ לגודל חלקיקים מסוים. מכונות מיוחדות לטחינת החומר מעבירות את אבקת הפחם העדינה מאוד המתקבלת לשקיות מיוחדות ומסווגות אותן לפי גודל החלקיקים.
פְּסִיעָה
זהו תוצר לוואי של קוקינג של פחם קשה, כלומר צלייה ב-1000-1200 מעלות צלזיוס ללא אוויר. זפת הוא נוזל שחור צפוף.
3. לישה
לאחר השלמת תהליך טחינת הקוקס, מערבבים אותו עם זפת. שני חומרי הגלם מעורבבים בטמפרטורה גבוהה כך שהפחם יוכל להמיס ולהתאחד עם חלקיקי הקולה.
4. פירוק שני
לאחר תהליך הערבוב נוצרים כדורי פחמן קטנים אותם יש לטחון שוב לחלקיקים עדינים מאוד.
5. לחיצה איזוסטטית
לאחר הכנת חלקיקים עדינים בגודל הנדרש, שלב הלחיצה מגיע. את האבקה המתקבלת מניחים בתבניות גדולות שמידותיהן תואמות את גודל הבלוק הסופי. אבקת הפחמן בתבנית חשופה ללחץ גבוה (יותר מ-150 MPa), המפעיל את אותו הכוח והלחץ על החלקיקים, מסדר אותם בצורה סימטרית ובכך מפוזרים באופן שווה. שיטה זו מאפשרת לקבל את אותם פרמטרים של גרפיט בכל התבנית.
6. פחמימות
השלב הבא והארוך ביותר (2-3 חודשים) הוא אפייה בכבשן. החומר שנלחץ בצורה איזוסטטית מונח בכבשן גדול, שבו הטמפרטורה מגיעה ל-1000 מעלות צלזיוס. כדי למנוע כל פגמים או סדקים, הטמפרטורה בכבשן נשלטת כל הזמן. לאחר סיום האפייה, הבלוק מגיע לקשיות הנדרשת.
7. הספגת מגרש
בשלב זה ניתן להספוג את הבלוק בזפת ולשרוף אותו שוב כדי להפחית את הנקבוביות שלו. ההספגה מתבצעת בדרך כלל עם זפת עם צמיגות נמוכה יותר מהמגרש המשמש כחומר מקשר. נדרשת הצמיגות הנמוכה יותר כדי למלא את הפערים בצורה מדויקת יותר.
8. גרפיטיזציה
בשלב זה, מטריצת אטומי הפחמן מסודרת ותהליך הטרנספורמציה מפחמן לגרפיט נקרא גרפיטיזציה. גרפיטיזציה היא חימום הבלוק המיוצר לטמפרטורה של כ-3000 מעלות צלזיוס. לאחר גרפיטיזציה, הצפיפות, המוליכות החשמלית, המוליכות התרמית ועמידות בפני קורוזיה משתפרים משמעותית, וגם יעילות העיבוד משתפרת.
9. חומר גרפיט
לאחר הגרפיטציה יש לבדוק את כל תכונות הגרפיט - כולל גודל גרגיר, צפיפות, כיפוף וחוזק לחיצה.
10. עיבוד
לאחר הכנה ובדיקה מלאה של החומר, ניתן לייצר אותו על פי מסמכי הלקוח.
11. טיהור
אם נעשה שימוש בגרפיט איזוסטטי בתעשיות מוליכים למחצה, סיליקון חד גבישי ואנרגיה אטומית, נדרש טוהר גבוה, ולכן יש להסיר את כל הזיהומים בשיטות כימיות. הנוהג הטיפוסי להסרת זיהומי גרפיט הוא להניח את המוצר שעבר גרפיט בגז הלוגן ולחמם אותו לכ-2000 מעלות צלזיוס.
12. טיפול פני השטח
בהתאם ליישום הגרפיט, פני השטח שלו יכולים להיות טחונים ובעלי משטח חלק.
13. משלוח
לאחר העיבוד הסופי, פרטי הגרפיט המוגמרים נארזים ונשלחים ללקוח.
למידע נוסף על גדלים זמינים, ציוני גרפיט איזוסטטי ומחירים, אנא אל תהסס לפנות אלינו. המהנדסים שלנו ישמחו לייעץ לכם לגבי חומרים מתאימים ולענות על כל השאלות שלכם.
טל': +86-13373889683
WhatsApp: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
זמן פרסום: 14 בספטמבר 2024