Úvod  »  Průmyslové grafity

Průmyslové grafity

TŘÍDA GRAFITU KM

Charakteristikou KM grafitu je jeho vysoký koeficient tepelné roztažnosti (CTE). Grafity KM mají při mnoha aplikacích výhodu díky homogenní izotropní mikrostruktuře materiálu a ceně.
Je to výsledek unikátního výrobního procesu.

KM materiály jsou k dispozici volně ložené nebo na objednávku jako vyrobené komponenty pro konkrétní aplikace. Vlastnosti činí KM grafit ideálním materiálem pro náhrady stavebních součástí, dílů vystavených tření a opotřebení, termální, a dokonce elektrické komponenty. V mnoha aplikacích má grafit nižší pořizovací náklady a lepší účinnost v porovnání s mnoha jinými volbami materiálu.

Navíc ke konkrétním specifickým vlastnostem grafitu KM jsou k výběru možnosti dalších úprav tohoto materiálu, aby vyhověl konkrétním aplikacím.

Dodatečné zpracování

Čištění (KM-1)

Nečištěné KM mají typickou úroveň znečištění nad 1.000 ppm. Hlavními složkami jsou kovy, avšak čisticí proces firmy redukuje nečistoty na 5 ppm (tj. 99,9995%) a méně podle analýzy popelovin.

Zhutňování (KM-BG)

Proces výroby volně loženého syntetického grafitu využívá malé póry, které mohou být vázané na povrch (otevřená pórovitost) nebo izolovaná (uzavřená pórovitost). Zhutňování částečně vyplňuje otevřené póry čistým uhlíkem, který snižuje průměrnou velikost pórů a otevřenou pórovitost. Otevřená pórovitost se zmenšuje o 80% pomocí procesu BG, výsledkem je grafit se sníženou prostupností.

Pyrolitické zpracování uhlíkem (KM-PYC)

Během tohoto procesu částice procházejí unikátním, patentovaným procesem CVI, který poskytuje neporézní povrch s amorfním uhlíkovým povlakem. Pyrolitické zpracování uhlíkem tvoří tvrdší, otěru vzdorný povrch, který neprodukuje žádné jemné částice. Výsledkem je povrch prostý částic, tvrdší než spodní vrstva, ale extrémně tenký.

Oxidační inhibice (KM-E2)

Grafit oxiduje při vysokých teplotách, běžně nad 450°C. Provozní teplota může být zvýšena na 600° C napuštěním pórovité struktury grafitu fosforečnanem zinečnatým. Prahová oxidace zvýší teplotu o dalších 50°C, jestliže je grafit vyčištěný.

Napuštění pryskyřicí (KM-CFS)

Napuštění pryskyřicí úplně blokuje strukturu pórů. To zabraňuje tekutinám pronikat do pórovité struktury grafitu. Proces CFS se musí použít na volně ložené materiály o max. průřezu 15,24 mm. Maximální provozní teplota CFS materiálu KM-CFS napuštěného pryskyřicí je přibližně 150°C.

Napuštění akryláty (KM-R)

Napuštění akryláty zabraňuje tekutinám a vzduchu
pronikat pórovitou strukturou grafitu a je podobný CFS napuštění pryskyřicí. Avšak tento „R“ proces využívá méně abrazivní materiály, které zlepšují obrobitelnost a snižují celkové náklady na hotové součásti. Proces „R“ může být aplikován na volně ložené materiály o maximálním průřezu 25 mm. Doporučená maximální provozní teplota pro tento impregnovaný materiál je přibližně 150°C                         s krátkodobou výchylkou až do teploty 200°C.

 

Typické vlastnosti grafitu KM

Velikost částice: 12 μm
Objemová hmotnost: 1,70 g/cm3
Pevnost v ohybu1: 541/cm2
Pevnost v tlaku: 1146 kg/cm2
Tvrdost podle Shorea: 67
Elektrická rezistivita: 1588 μΩ -cm
Koeficient teplotní objem. roztažnosti: 75 mm/m°C
Tepelná vodivost: 100 W/m°K
Prahová oxidace2: 460°C

1 Měřena pomocí zkoušky ohybem ve 4 bodech.

2 Teplota, která způsobí 1% ní ztrátu hmotnosti za 24 hodin. Prahová oxidace se zvyšuje asi o 100°C, je-li grafit vyčištěný. Velikost zkušebního vzorku se rovná 0,5“ x 0,5“ x 1,0“ ( 12,7 x 12,7 x 25,4 mm)

 

PRŮMYSLOVÝ GRAFIT

Materiály a dodatečné procesy

Grafit

Třídy grafitu vyrobené firmou Entegris se dělí podle velikosti zrna 1, 5, 10 a 14 mikronů a pak se dále dělí podle aplikace.

Konečná charakteristika grafitů Entegris je homogenní mikrostruktura inherentní v grafitových materiálech. Tyto grafity mají osvědčenou výhodu pořizovacích nákladů v mnoha aplikacích, díky vlastnostem, které vyplývají z homogenní, izotropní mikrostruktury materiálu. To všechno je výsledek unikátního výrobního procesu.

Třídy grafitu firmy Entegris se prodávají volně ložené nebo na objednávku jako vyrobené komponenty pro konkrétní aplikace. Vlastnosti grafitu z něj činí ideální materiál používaný jako náhrada za součásti stavební, díly vystavené tření a opotřebení, termální, dokonce elektrické komponenty. V mnoha aplikacích má grafit nižší pořizovací náklady a lepší účinnost v porovnání  s mnoha jinými volbami materiálu.

Navíc ke konkrétním specifickým vlastnostem grafitu má Entegris výběr dodatečných možností zpracování k další úpravě tohoto materiálu tak, aby vyhověl konkrétním aplikacím.

Dodatečné zpracování

Čištění (-1)

Nečištěné grafity firmy Entegris mají typickou úroveň znečištění nad 1.000 ppm. Hlavními složkami jsou kovy, čisticí proces Entegris redukuje nečistoty na 5 ppm (99,9995%) či méně podle analýzy popelovin.

Zhutňování (BG)

Proces výroby volně loženého syntetického grafitu využívá malé dutiny (póry), které mohou být vázané na povrch (otevřená pórovitost) nebo izolovaná (zavřená pórovitost). Zhutňování částečně vyplňuje otevřené póry čistým uhlíkem, který snižuje průměrnou velikost pórů a otevřenou pórovitost. Otevřená pórovitost se zmenšuje o 80% pomocí procesu BG, výsledkem je grafit se sníženou prostupností.

Oxidační inhibice (E2)

Grafit podléhá oxidaci při vysokých teplotách, běžně nad 450°C. Provozní teplota může být zvýšena na 600°C napuštěním této pórovité struktury grafitu fosforečnanem zinečnatým. Prahová oxidace zvýší teplotu o dalších 50°C, jestliže je grafit vyčištěný.

Napuštění pryskyřicí (CFS)

Napuštění pryskyřicí úplně blokuje strukturu pórů. To zabraňuje tekutinám pronikat do pórovité struktury grafitu. Proces CFS se musí použít na volně ložené materiály o maximálním průřezu 15,24 mm. Maximální provozní teplota materiálů napuštěného pryskyřicí CFS je přibližně 150°C.

Napuštění akryláty (R)

Napuštění akryláty zabraňuje tekutinám a vzduchu, aby pronikaly pórovitou strukturou grafitu a je hodně podobné napuštění pryskyřicí CFS. Avšak tento „R“ proces využívá méně abrazivní materiály, které zlepšují obrobitelnost a snižují celkové náklady na hotové součásti. „R“ proces může být aplikován na volně ložené materiály o maximálním průřezu 25,4 mm. Doporučená maximální provozní teplota pro tento impregnovaný materiál je přibližně 150°C               s krátkodobou odchylkou až na teplotu 200°C.

Pyrolitické zpracování uhlíkem (PYC)

Částice procházejí unikátním, patentovaným procesem CVI, který poskytuje neporézní povrch s amorfním uhlíkovým povlakem. Zpracování zcela utěsňuje povrch grafitu o velikosti 1 a 5 mikronů a snižuje tvorbu částice v abrazivním prostředí. Toto zpracování se musí provést na hotových výrobcích.

Konverze na karbid křemíku (SUPERSiC)

Jedinečný proces konverze firmy Entegris produkuje výrobky z nejkvalitnějšího karbidu křemíku, které jsou dnes na trhu k dispozici. Tento proces začíná u grafitového materiálu speciálně navrženého a vyrobeného pro použití jako prekurzor v procesu konverze. Téměř síťovitě uspořádané částice jsou opracovány v grafitu, čištěny a podstupují patentovaný proces konverze, který nahrazuje atomy čistého křemíku atomy uhlíku. Tato konverze na SUPERSiC karbid křemíku významně zvyšuje pevnost, elektrickou rezistenci a prahovou oxidaci při teplotě nad 800°C.

Typické vlastnosti tříd grafitů pro technické a průmyslové aplikace

třída ZXF-5Q ACF-10Q AXF-5Q AXM-5Q AXZ-5Q TM
Velikost částic
mikronů 1 5 5 5 5 10
Velikost pórů
mikronů 0.3 0.8 0.8 0.8 0.7 1.5
Celkem Pórovitost
% Objemu 20 21 20 23 26 20
Otevřené pórovitosti
% Z celkové 80 75 80 85 90 85
Zdánlivá hustota
g / cc 1.78 1.77 1.78 1.73 1.66 1.82
lb / v 3 0.0641 0.0637 0.0641 0.0623 0.0598 0,065
Pevnost v tlaku
N / mm 2 175 186 138 124 103 110
psi 25500 27000 20000 18000 15000 16000
Pevnost v ohybu
N / mm 2 112 97 86 69 52 59
psi 16200 14000 12500 10000 7500 8500
Pevnost v tahu (1)
N / mm 2 79 69 62 48 34 41
psi 11500 10000 9000 7000 5000 6000
Modul pružnosti
N / mm 2 14500 11000 11000 10500 9000 10500
psi x 10 6 2.1 1.6 1.6 1.5 1.3 1.5
Pevnost Strain
na selhání % 0.78 0.62 0.95 0.99 n / a n / a
Tvrdost
SSH 86 95 74 72 69 65
Elektrické odpor
μ · ohm · cm 1950 2460 1470 1650 2030 1220
μ · ohm · v 770 970 580 650 800 480
Koeficient tepelné roztažnosti
mikronů / m ° C 8.1 7.6 7.9 7.8 7.6 8.2
μ · v / ve ° F 4.5 4.2 4.4 4.3 4.2 4.5
Tepelná vodivost
W / m K 70 60 95 88 70 105
BTU · ft / hr · ft 2 · ° F 40 35 55 50 40 60
Oxidace Threshold (2)
° C 450 470 450 460 440 460
° C 840 880 840 860 820 860