กราไฟต์ชนิดพิเศษ

กราไฟต์ชนิดพิเศษมีความบริสุทธิ์สูง ความหนาแน่นสูง และความแข็งแรงสูงกราไฟต์วัสดุนี้มีคุณสมบัติทนต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม มีเสถียรภาพที่อุณหภูมิสูง และนำไฟฟ้าได้ดี ผลิตจากกราไฟต์ธรรมชาติหรือกราไฟต์สังเคราะห์โดยผ่านกระบวนการอบชุบด้วยความร้อนสูงและกระบวนการความดันสูง และนิยมใช้ในงานอุตสาหกรรมในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง ความดันสูง และมีฤทธิ์กัดกร่อน
สามารถแบ่งออกได้เป็นหลายประเภท รวมถึงประเภทไอโซสแตติกบล็อกกราไฟต์บล็อกกราไฟต์อัดขึ้นรูปบล็อกกราไฟต์และสั่นสะเทือนบล็อกกราไฟต์.

เทคโนโลยีการผลิต:

กราไฟต์กราไฟต์เป็นธาตุอโลหะที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัว ประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนเรียงตัวกันเป็นโครงสร้างตาข่ายหกเหลี่ยม เป็นวัสดุที่อ่อนนุ่มและเปราะบาง นิยมใช้ในงานอุตสาหกรรมต่างๆ เนื่องจากคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ กราไฟต์สามารถคงความแข็งแรงและเสถียรภาพได้แม้ในอุณหภูมิที่สูงกว่า 3600 องศาเซลเซียส ต่อไปนี้จะขอแนะนำกระบวนการผลิตกราไฟต์ชนิดพิเศษนี้

กราไฟต์ไอโซสแตติกกราไฟต์อัดขึ้นรูป ซึ่งผลิตจากกราไฟต์บริสุทธิ์สูง เป็นวัสดุที่ขาดไม่ได้ในการผลิตเตาหลอมผลึกเดี่ยว เครื่องตกผลึกกราไฟต์สำหรับการหล่อโลหะแบบต่อเนื่อง และอิเล็กโทรดกราไฟต์สำหรับการตัดเฉือนด้วยประกายไฟ นอกจากแอปพลิเคชันหลักเหล่านี้แล้ว ยังมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในด้านโลหะผสมแข็ง (เครื่องทำความร้อนเตาสุญญากาศ แผ่นเผาผนึก ฯลฯ) การทำเหมือง (การผลิตแม่พิมพ์ดอกสว่าน) อุตสาหกรรมเคมี (เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ชิ้นส่วนทนการกัดกร่อน) โลหะวิทยา (เบ้าหลอม) และเครื่องจักร (ซีลเชิงกล)

เทคโนโลยีการขึ้นรูป

หลักการของเทคโนโลยีการอัดแบบไอโซสแตติกนั้นอิงตามกฎของปาสคาล โดยจะเปลี่ยนการอัดแบบทิศทางเดียว (หรือสองทิศทาง) ของวัสดุให้เป็นการอัดแบบหลายทิศทาง (รอบทิศทาง) ในระหว่างกระบวนการ อนุภาคคาร์บอนจะอยู่ในสภาวะที่ไม่เป็นระเบียบเสมอ และความหนาแน่นของปริมาตรจะค่อนข้างสม่ำเสมอพร้อมคุณสมบัติไอโซโทรปิก นอกจากนี้ ความสูงของผลิตภัณฑ์จะไม่มีผลต่อประสิทธิภาพ ทำให้กราไฟต์ไอโซสแตติกมีประสิทธิภาพแตกต่างกันน้อยหรือไม่แตกต่างกันเลย
เทคโนโลยีการอัดขึ้นรูปด้วยแรงดันไอโซสแตติกสามารถแบ่งออกได้ตามอุณหภูมิที่เกิดการขึ้นรูปและการแข็งตัว ได้แก่ การอัดขึ้นรูปด้วยแรงดันไอโซสแตติกแบบเย็น การอัดขึ้นรูปด้วยแรงดันไอโซสแตติกแบบอุ่น และการอัดขึ้นรูปด้วยแรงดันไอโซสแตติกแบบร้อน ผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการอัดขึ้นรูปด้วยแรงดันไอโซสแตติกมีความหนาแน่นสูง โดยทั่วไปจะสูงกว่าผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการอัดขึ้นรูปด้วยแม่พิมพ์แบบทิศทางเดียวหรือสองทิศทางประมาณ 5% ถึง 15% ความหนาแน่นสัมพัทธ์ของผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการอัดขึ้นรูปด้วยแรงดันไอโซสแตติกสามารถสูงถึง 99.8% ถึง 99.09%

กราไฟต์ขึ้นรูปมีคุณสมบัติที่โดดเด่นในด้านความแข็งแรงเชิงกล ความต้านทานการสึกหรอ ความหนาแน่น ความแข็ง และการนำไฟฟ้า และคุณสมบัติเหล่านี้สามารถปรับปรุงให้ดียิ่งขึ้นได้โดยการผสมเรซินหรือโลหะเข้าไป
กราไฟต์ขึ้นรูปมีคุณสมบัติเด่นหลายประการ เช่น การนำไฟฟ้าที่ดี ทนต่ออุณหภูมิสูง ทนต่อการกัดกร่อน มีความบริสุทธิ์สูง หล่อลื่นตัวเอง ทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน และขึ้นรูปได้ง่าย มีความแม่นยำสูง จึงมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในด้านการหล่อแบบต่อเนื่อง โลหะผสมแข็ง การเผาผนึกแม่พิมพ์อิเล็กทรอนิกส์ ประกายไฟไฟฟ้า ซีลเชิงกล เป็นต้น

เทคโนโลยีการขึ้นรูป

โดยทั่วไปแล้ว วิธีการขึ้นรูปจะใช้ในการผลิตกราไฟต์อัดเย็นขนาดเล็กหรือผลิตภัณฑ์ที่มีโครงสร้างละเอียด หลักการคือการเทเนื้อวัสดุในปริมาณที่กำหนดลงในแม่พิมพ์ที่มีรูปร่างและขนาดที่ต้องการ จากนั้นจึงใช้แรงกดจากด้านบนหรือด้านล่าง บางครั้งอาจใช้แรงกดจากทั้งสองทิศทางเพื่ออัดเนื้อวัสดุให้เป็นรูปทรงในแม่พิมพ์ ผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปที่อัดแล้วจะถูกถอดออกจากแม่พิมพ์ ทำให้เย็น ตรวจสอบ และจัดเก็บ
เครื่องขึ้นรูปมีทั้งแบบแนวตั้งและแนวนอน โดยทั่วไปแล้ววิธีการขึ้นรูปสามารถขึ้นรูปผลิตภัณฑ์ได้ครั้งละหนึ่งชิ้นเท่านั้น ดังนั้นจึงมีประสิทธิภาพการผลิตค่อนข้างต่ำ อย่างไรก็ตาม สามารถผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีความแม่นยำสูงซึ่งเทคโนโลยีอื่นไม่สามารถทำได้ นอกจากนี้ ประสิทธิภาพการผลิตยังสามารถเพิ่มขึ้นได้ด้วยการขึ้นรูปหลายแม่พิมพ์พร้อมกันและสายการผลิตอัตโนมัติ

กราไฟต์อัดขึ้นรูปเกิดจากการผสมอนุภาคกราไฟต์ที่มีความบริสุทธิ์สูงเข้ากับสารยึดเกาะ แล้วนำไปอัดขึ้นรูปในเครื่องอัดขึ้นรูป เมื่อเปรียบเทียบกับกราไฟต์ไอโซสแตติก กราไฟต์อัดขึ้นรูปจะมีขนาดเกรนหยาบกว่าและมีความแข็งแรงต่ำกว่า แต่มีค่าการนำความร้อนและการนำไฟฟ้าสูงกว่า
ปัจจุบัน ผลิตภัณฑ์คาร์บอนและกราไฟต์ส่วนใหญ่ผลิตโดยวิธีการอัดรีด โดยส่วนใหญ่ใช้เป็นชิ้นส่วนทำความร้อนและส่วนประกอบนำความร้อนในกระบวนการอบชุบด้วยความร้อนที่อุณหภูมิสูง นอกจากนี้ บล็อกกราไฟต์ยังสามารถใช้เป็นอิเล็กโทรดเพื่อส่งกระแสไฟฟ้าในกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสได้อีกด้วย ดังนั้นจึงมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในฐานะซีลเชิงกล วัสดุนำความร้อน และวัสดุอิเล็กโทรดในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่น อุณหภูมิสูง ความดันสูง และความเร็วสูง

เทคโนโลยีการขึ้นรูป

วิธีการอัดรีดคือการใส่เนื้อแป้งลงในกระบอกอัดรีดของเครื่องอัด แล้วทำการอัดรีดออกมา เครื่องอัดรีดจะมีวงแหวนอัดรีดที่สามารถเปลี่ยนได้ (สามารถเปลี่ยนเพื่อเปลี่ยนรูปทรงและขนาดของผลิตภัณฑ์ได้) อยู่ด้านหน้า และมีแผ่นกั้นที่เคลื่อนที่ได้อยู่ด้านหน้าวงแหวนอัดรีด ลูกสูบหลักของเครื่องอัดรีดจะอยู่ด้านหลังกระบอกอัดรีด
ก่อนที่จะออกแรงกด ให้วางแผ่นกั้นไว้ก่อนวงแหวนอัดขึ้นรูป และออกแรงกดจากทิศทางตรงข้ามเพื่ออัดเนื้อวัสดุ เมื่อนำแผ่นกั้นออกและออกแรงกดต่อไป เนื้อวัสดุจะถูกอัดออกมาจากวงแหวนอัดขึ้นรูป ตัดแถบที่อัดขึ้นรูปแล้วให้ได้ความยาวที่ต้องการ รอให้เย็นลงและตรวจสอบก่อนนำไปเรียงซ้อน วิธีการอัดขึ้นรูปเป็นกระบวนการผลิตแบบกึ่งต่อเนื่อง ซึ่งหมายความว่าหลังจากเติมเนื้อวัสดุในปริมาณที่กำหนดแล้ว สามารถอัดขึ้นรูปผลิตภัณฑ์ (เช่น บล็อกกราไฟต์ วัสดุกราไฟต์) ได้อย่างต่อเนื่องหลายชิ้น
ปัจจุบัน ผลิตภัณฑ์คาร์บอนและกราไฟต์ส่วนใหญ่ผลิตโดยวิธีการอัดรีด

กราไฟต์ที่ผ่านกระบวนการสั่นสะเทือนมีโครงสร้างที่สม่ำเสมอและมีขนาดเม็ดปานกลาง นอกจากนี้ยังได้รับความนิยมอย่างมากเนื่องจากมีปริมาณเถ้าต่ำ ความแข็งแรงเชิงกลสูง และเสถียรภาพทางไฟฟ้าและความร้อนที่ดี จึงถูกนำไปใช้กันอย่างแพร่หลายในการแปรรูปชิ้นงานขนาดใหญ่ และยังสามารถเพิ่มความแข็งแรงได้อีกด้วยการเคลือบเรซินหรือการบำบัดป้องกันการเกิดออกซิเดชัน
มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในฐานะองค์ประกอบความร้อนและฉนวนในการผลิตเตาเผาโพลีซิลิคอนและซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์ในอุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์ นอกจากนี้ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตฮูดทำความร้อน ชิ้นส่วนแลกเปลี่ยนความร้อน เบ้าหลอมและเบ้าหล่อ การสร้างโหนดที่ใช้ในกระบวนการอิเล็กโทรไลซิส และการผลิตเบ้าหลอมสำหรับหลอมและผสมโลหะ

เทคโนโลยีการขึ้นรูป

หลักการของการผลิตกราไฟต์แบบสั่นสะเทือนคือ การเทส่วนผสมที่มีลักษณะคล้ายเนื้อครีมลงในแม่พิมพ์ แล้ววางแผ่นโลหะหนักทับไว้ด้านบน จากนั้นจึงอัดวัสดุให้แน่นโดยการสั่นสะเทือนแม่พิมพ์ เมื่อเปรียบเทียบกับกราไฟต์ที่ผลิตโดยการอัดรีด กราไฟต์ที่เกิดจากการสั่นสะเทือนจะมีคุณสมบัติเป็นเนื้อเดียวกันมากกว่า ผลิตภัณฑ์กราไฟต์ส่วนใหญ่ผลิตโดยวิธีการอัดรีด