Fotogalvaanilise pooljuhtide tööstuse „musta kulla” saladus: soov ja sõltuvus isostaatilisest grafiidist

Isostaatiline grafiit on fotogalvaanikas ja pooljuhtides väga oluline materjal. Kodumaiste isostaatilise grafiidi tootjate kiire kasvuga on välismaiste ettevõtete monopol Hiinas murtud. Tänu pidevale sõltumatule teadus- ja arendustegevusele ning tehnoloogilistele läbimurretele on mõnede meie põhitoodete tulemusnäitajad rahvusvaheliste konkurentidega võrdsed või isegi paremad. Langevate toorainehindade ja lõpptarbijate kulude vähendamise kahekordse mõju tõttu on hinnad aga jätkuvalt langenud. Praegu on kodumaiste odavate toodete kasum alla 20%. Tootmisvõimsuse pideva vabanemisega kaasnevad isostaatilise grafiidi tootjatele järk-järgult uued surved ja väljakutsed.

1. Mis on isostaatiline grafiit?

Isostaatiline grafiit viitab isostaatilise pressimise teel toodetud grafiitmaterjalidele. Kuna isostaatiliselt pressitud grafiiti survestatakse vormimisprotsessi käigus vedeliku rõhu abil ühtlaselt ja püsivalt, on toodetud grafiitmaterjalil suurepärased omadused. Alates selle sünnist 1960. aastatel on isostaatiline grafiit oma ainulaadsete omaduste ja laia kasutusala tõttu uute grafiitmaterjalide seas liidripositsioonil.

2. Isostaatilise grafiidi tootmisprotsess

Isostaatiliselt pressitud grafiidi tootmisprotsessi voog on näidatud joonisel. Isostaatiline grafiit vajab struktuurilt isotroopseid tooraineid. Toorained tuleb jahvatada peenemaks pulbriks. Rakendada tuleb isostaatilise pressimise vormimise tehnoloogiat. Röstimistsükkel on väga pikk. Sihttiheduse saavutamiseks on vaja mitut immutamis- ja röstimistsüklit. Grafitiseerimisperiood on samuti palju pikem kui tavalisel grafiidil.

3. Isostaatilise grafiidi pealekandmine

Isostaatilisel grafiidil on lai valik rakendusi, peamiselt pooljuhtide ja fotogalvaanika valdkonnas.

Fotogalvaanika valdkonnas kasutatakse isostaatiliselt pressitud grafiiti peamiselt grafiidikomponentides grafiidi termilises valdkonnas monokristalli räni kasvuahjudes ja grafiidi termilises valdkonnas polükristalli räni valuplokkide ahjudes. Täpsemalt, polükristalli räni materjalide tootmiseks mõeldud klambrid, hüdrogeenimisahjude gaasijaoturid, kütteelemendid, isolatsioonisilindrid ja polükristallilised valuplokkide kütteseadmed, suunaplokid, samuti juhttorud monokristallide ja muude väiksemate osade kasvatamiseks.

Pooljuhtide valdkonnas saab safiirmonokristallide kasvatamiseks mõeldud küttekehade ja isolatsioonisilindrite jaoks kasutada kas isostaatilist grafiiti või vormitud grafiiti. Lisaks valmistatakse isostaatiliselt pressitud grafiidist ka teisi komponente, nagu tiiglid, küttekehad, elektroodid, soojusisolatsiooniga varjestusplaadid ja seemnekristallid. Umbes 30 tüüpi hoidikuid, pöörlevate tiiglite aluseid, mitmesuguseid ümmargusi plaate ja soojust peegeldavaid plaate.