Felt γραφίτη

Η τσόχα γραφίτη είναι ένα υλικό ινών με περιεκτικότητα σε άνθρακα πάνω από 99% κατασκευασμένο από τσόχα άνθρακα ως πρώτη ύλη και επεξεργασμένο σε υψηλές θερμοκρασίες 2200-2500 μοιρών. Χωρίζεται κυρίως σε τρεις κατηγορίες: με βάση την άσφαλτο, με βάση το πολυακρυλονιτρίλιο και με βάση την κόλλα. Αυτό το υλικό παρήχθη εμπορικά στα τέλη της δεκαετίας του 1960 και έχει αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες (έως 3000 βαθμούς σε μη οξειδωτική ατμόσφαιρα), αντοχή στη διάβρωση και δυνατότητα επεξεργασίας. Χρησιμοποιείται ευρέως ως μονωτικό στρώμα για κλιβάνους τήξης πυριτίου μονοκρυστάλλου και για φιλτράρισμα χημικών αντιδραστηρίων υψηλής καθαρότητας.
Υπάρχουν περιφερειακές διαφορές στις παγκόσμιες διαδικασίες παραγωγής: η Ιαπωνία χρησιμοποιεί κυρίως υλικά με βάση την άσφαλτο, ενώ η Ευρώπη και η Αμερική χρησιμοποιούν κυρίως υλικά με βάση την κόλλα και η Κίνα χρησιμοποιεί κυρίως υλικά με βάση το πολυακρυλονιτρίλιο για την κατασκευή. Τα προϊόντα με βάση το πολυακρυλονιτρίλιο έχουν γίνει mainstream λόγω της υψηλής αντοχής, της αντοχής στην οξείδωση και των θερμομονωτικών ιδιοτήτων τους, ενώ τα προϊόντα με βάση την κόλλα έχουν καλύτερη ευελιξία αλλά χαμηλότερη αντοχή. Στην εφαρμογή κλιβάνων μονοκρυσταλλικού πυριτίου, συχνά συνδυάζεται με σκληρό σύνθετο πίλημα γραφίτη για να ενισχύσει την ικανότητά του να αντιστέκεται στη διάβρωση ροής αέρα και ενσωματώνεται σε εξαρτήματα όπως μονωτικοί κύλινδροι και μονωτικές πλάκες για βελτιστοποίηση της σταθερότητας του θερμικού πεδίου. Η κατοχυρωμένη με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας τεχνολογία ενισχύει περαιτέρω τη διάρκεια ζωής της και την απόδοση-εξοικονόμησης ενέργειας μέσω του σχεδιασμού δομής σε στρώσεις και της επεξεργασίας κατά της οξείδωσης-.
Η τσόχα άνθρακα επεξεργάζεται σε υψηλή θερμοκρασία άνω των 2000 μοιρών υπό κενό ή αδρανή ατμόσφαιρα για να παραχθεί τσόχα γραφίτη, με περιεκτικότητα σε άνθρακα υψηλότερη από αυτή της τσόχας άνθρακα, που φτάνει πάνω από 99%. Στα τέλη της δεκαετίας του 1960, υπήρχε ήδη μια προσφορά προϊόντων από τσόχα γραφίτη στον κόσμο. Η τσόχα γραφίτη χωρίζεται σε τρεις τύπους με βάση την επιλογή της αρχικής τσόχας: τσόχα γραφίτη με βάση την άσφαλτο, τσόχα γραφίτη με βάση πολυακρυλονιτρίλιο και τσόχα γραφίτη με βάση την κόλλα.
Μεταξύ αυτών, η άσφαλτος που αντιπροσωπεύεται από την ιαπωνική Wu Yu Chemical είναι το κύριο ρεύμα στη βιομηχανία μόνωσης, ενώ η μονωτική τσόχα στην Ευρώπη και την Αμερική είναι κυρίως κατασκευασμένη από κόλλες, ενώ στην Κίνα, τα περισσότερα από αυτά είναι κατασκευασμένα από υλικά με βάση το πολυακρυλονιτρίλιο. Η διαδικασία περιλαμβάνει την κοπή της τσόχας άνθρακα με βάση το πολυακρυλονιτρίλιο ή της τσόχας άνθρακα με βάση την κόλλα στο απαιτούμενο μέγεθος, την κύλισή της σε κυλινδρικό σχήμα και την τοποθέτησή της σε ένα δοχείο από υλικό γραφίτη. Στη συνέχεια, το δοχείο γραφίτη τοποθετείται σε κλίβανο υψηλής θερμοκρασίας (που μπορεί να είναι κλίβανος σωλήνα γραφίτη, επαγωγικός κλίβανος μεσαίας συχνότητας, υψηλής-συχνότητας ή άλλες μορφές θέρμανσης), προστατευμένο από κενό ή αδρανές αέριο υψηλής καθαρότητας, θερμαινόμενο με ρυθμό θέρμανσης από 30-20 μοίρες έως 10 μοίρες/ώρα και μετά ψύχθηκε φυσικά στους 100 βαθμούς.
Έργο: Πίλημα γραφίτη με βάση το κυανιούχο πολυπροπυλένιο, τσόχα γραφίτη με βάση κόλλα
Μαζική πυκνότητα (g/cm;) 0,1~0.15 0.05~0,15
Επιφανειακή πυκνότητα (g/cm;) 600~1200 300~600
Περιεκτικότητα σε άνθρακα (%) Μεγαλύτερη ή ίση με 99 Μεγαλύτερη ή ίση με 99
Περιεκτικότητα σε τέφρα (%) 0,05~0.1 0.5~0,6
Αντοχή (N ⊥) 60~70 5~10
(Δείγμα 50 × 200 ∥) 150~200 10~20
Θερμική αγωγιμότητα (W/mk) 0,06 (34,6 μοίρες)
Η τσόχα γραφίτη με βάση το πολυακρυλονιτρίλιο είναι ισχυρότερη και πιο ανθεκτική στην οξείδωση από την τσόχα γραφίτη με βάση την κόλλα, αλλά έχει κακή ευελιξία, υψηλότερη πυκνότητα όγκου και καλύτερη απόδοση μόνωσης. Εκτός από την υψηλή καθαρότητα, την αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία, την αντοχή στη διάβρωση και τις μη λιωτικές ιδιότητες του μπλοκ γραφίτη, έχουν επίσης πλεονεκτήματα όπως ελαστικότητα, εύκαμπτο δίπλωμα, κοπή και δυνατότητα ραφής με νήματα γραφίτη. Η κύρια χρήση της τσόχας γραφίτη είναι ως μονωτικό και θερμομονωτικό υλικό για κλιβάνους τήξης μονοκρυσταλλικού πυριτίου. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως υλικό φίλτρου για-διαβρωτικά χημικά αντιδραστήρια υψηλής καθαρότητας στη χημική βιομηχανία. Η τσόχα γραφίτη μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε θερμοκρασία περίπου 3000 μοιρών υπό συνθήκες μη οξειδωτικής ατμόσφαιρας.