CLASSIFICATION ET PROCÉDURES DE PRODUCTION DES SPÉCIALITÉS GRAPHITE

Les spécialités graphite couvrent une large gamme.Il existe différentes compréhensions et méthodes de classification dans l’industrie des produits électrocarbonés, l’industrie des produits en graphite naturel et l’industrie des produits métallurgiques en carbone.Selon la classification et l'interprétation habituelles de l'industrie des produits métallurgiques en carbone, le graphite spécial fait principalement référence aux produits en graphite à haute résistance, haute densité et haute pureté (appelés « trois graphites à haute teneur »).Trois types de graphite peuvent être divisés en structures de particules grossières, fines et ultrafines en termes de structure matérielle.Il existe trois sortes de graphite de spécialités en termes de moulage, d'extrusion et de pressage isostatique.De plus, le moulage par vibration peut également être utilisé pour produire du graphite spécial.

Le graphite spécialisé de haute qualité est produit par un processus de pressage isostatique.Selon ses principales utilisations, on distingue : les spécialités graphite pour l'électroérosion ;graphite de spécialités pour moules de coulée ;spécialités graphite pour coulée continue d'acier, de cuivre ou d'aluminium ;graphite de haute pureté pour le four à silicium monocristallin Czochralski ou pour la fusion de métaux précieux et de matériaux de haute pureté ;graphite pour diamant synthétique;graphite de spécialités pour la technologie des s et des missiles.

Le graphite de spécialités généralisées comprend également le carbone pyrolytique (graphite pyrolytique), les matériaux carbonés pour la bio-ingénierie, le carbone verre, le carbone poreux et le graphite poreux, les composés d'intercalation du graphite (tels que le graphite flexible, le graphite fluoré), le graphite pour laser, etc. De nombreux carbones et graphites spéciaux des matériaux sont également utilisés dans l'industrie mécanique et électronique, tels que les balais de charbon, les roulements en graphite de carbone, les curseurs d'alimentation pour les locomotives électriques et l'étirage des fibres optiques.L'utilisation de moules en graphite, etc., n'est pas décrite dans cet article.

Principaux types de spécialités graphite

Graphite pour EDM

L'EDM est une nouvelle technologie de traitement dans l'industrie de la fabrication mécanique.L'EDM peut traiter de nombreux métaux et pièces plus durs avec une forme complexe et une haute précision.Comme outils, des électrodes d'anode, de cuivre ou de graphite peuvent être utilisées.

Les matériaux en graphite utilisés comme électrodes d'outils pour l'électroérosion doivent répondre aux exigences suivantes :

1. La structure est compacte et la structure est uniforme.Il ne doit pas y avoir de grosses particules ni de gros pores.

2. Il a une résistance mécanique élevée et de bonnes performances de traitement.Il peut traiter des formes complexes, des angles vifs et des feuilles fines.

3. Les électrodes des outils en graphite présentent une certaine perte lors de l'EDM, qui doit être aussi faible que possible.

4. Les caractéristiques de décharge sont stables et la vitesse de traitement est rapide.

Par conséquent, le graphite utilisé dans l'EDM adopte généralement du graphite à grains fins ou du graphite à grains ultra-fins, et ses propriétés physiques sont de préférence isotropes.Ainsi, à l’heure actuelle, le graphite isotrope à structure à grains fins est largement utilisé sur le marché des matériaux graphite EDM en Chine.

Graphite de moule

Le matériau graphite est largement utilisé dans l'industrie de la fonderie de l'industrie des machines comme moulage sous pression, moulage centrifuge, extrusion à chaud d'alliage super dur et autres matrices de traitement.Le moule en graphite peut être utilisé pour les grandes roues de train et les petites pièces de précision.Le moule en graphite peut être réutilisé plusieurs fois.Les pièces moulées après démoulage ont une grande douceur et certaines peuvent être utilisées sans traitement supplémentaire.Le matériau graphite utilisé pour le moule de coulée doit être du graphite avec une texture compacte, un faible coefficient de dilatation thermique et une bonne résistance à l'oxydation.Le graphite utilisé pour la coulée de pièces moulées de grande taille peut être constitué de grains grossiers, tandis que le graphite utilisé pour la coulée de petites pièces de précision doit être du graphite à structure de grain fin.

Dans le graphite moulé, les exigences de qualité du graphite de coulée continue par métal sont les plus strictes.Il nécessite une conductivité thermique élevée, une bonne stabilité thermique et une bonne résistance aux chocs thermiques, un bon pouvoir lubrifiant, aucune infiltration de métal en fusion, aucune réaction avec le métal coulé et une facilité de transformation en moule de taille précise.

Graphite pour diamant synthétique

Le diamant industriel est un matériau de coupe et abrasif important, mais la production de diamant naturel est très petite et coûteuse.Le graphite et le diamant appartiennent au même élément carboné, mais leurs formes cristallines sont différentes.Le graphite peut être transformé en formes cristallines de diamant sous haute température et pression.Dès 1954, la Suède et les États-Unis réussirent successivement à synthétiser des diamants synthétiques.La Chine a également synthétisé des diamants synthétiques dans les années 1960 et a produit des matériaux spéciaux en graphite pour synthétiser des diamants synthétiques dans les années 1970.L'échelle de production de graphite diamant synthétique produit en Chine est divisée en trois catégories.Les caractéristiques et les utilisations sont indiquées dans le tableau.

Graphite de haute pureté

Le graphite de haute pureté fait généralement référence au graphite contenant plus de 99,99 % de carbone.Sa structure peut être divisée en trois types : structure de particules grossières, structure de particules fines et structure de particules ultrafines.Le graphite de haute pureté est largement utilisé dans le four à silicium Czochralski.Les matériaux de base des circuits intégrés sont principalement des puces monocristallines de silicium.À l'heure actuelle, le processus de croissance du monocristal de silicium adopte principalement la méthode Czochralski.D'autres méthodes incluent la méthode Czochralski par champ magnétique, la méthode de zone et la méthode à double creuset.Les pièces en graphite du four Czochralski sont des consommables.Des matériaux en graphite de haute pureté sont utilisés pour traiter le système de chauffage du four à silicium monocristallin Czochralski.

Une autre utilisation importante du graphite de haute pureté consiste à traiter divers creusets pour la production de métaux précieux, de métaux rares ou de métaux de haute pureté, de matériaux non métalliques.L'électrode de graphite pour l'analyse spectroscopique est également une sorte de graphite de haute pureté, qui peut être utilisée pour l'analyse spectrochimique de tous les éléments à l'exception du carbone.L'électrode de graphite pour l'analyse spectroscopique est formée par méthode d'extrusion.La teneur en impuretés du produit fini ne doit pas dépasser 6*10-5.Lors de la préparation d'échantillons standards en analyse spectrale et de la collecte d'impuretés par des méthodes chimiques, il est nécessaire d'utiliser de la poudre de carbone spectrale pure ou de la poudre de graphite pure spectrale.La teneur en impuretés de ces deux matériaux de haute pureté est de 6*10-5.Dans certaines applications, la teneur en carbone est de 99,9995 % et la teneur totale en cendres est inférieure à 5*10-6.Les méthodes de formation du graphite de haute pureté comprennent l'extrusion, le moulage et le pressage isostatique.

Matériau graphite pour l'énergie nucléaire

Le graphite est l'un des matériaux décélérateurs et réfléchissants utilisés dans la construction des réacteurs nucléaires.Les premiers réacteurs étaient tous des réacteurs en graphite.Le graphite utilisé dans les réacteurs nucléaires comme matériau de structure est beaucoup plus strict et plus coûteux que l'électrode en graphite en termes de sélection des matières premières, de contrôle des processus et d'inspection des produits finis.Le graphite utilisé dans les réacteurs nucléaires doit posséder les propriétés suivantes : faible absorption des neutrons lents, bonne résistance à haute température, haute résistance aux chocs thermiques et bonnes performances de décélération pour les neutrons rapides, taille stable sous irradiation et très faible teneur en impuretés.

Le graphite nucléaire doit avoir une densité umique plus élevée, car la décélération du graphite en neutrons rapides dépend de la collision du neutron rapide avec les atomes de carbone.Plus il y a d'atomes de carbone dans l'unité de ume, meilleur est l'effet de décélération, la densité umique est donc l'un des principaux indices du graphite nucléaire.La densité umique est également directement liée à la porosité et à la perméabilité du graphite, afin d'éviter le combustible nucléaire et le caloporteur.En cas de perte, la porosité et la perméabilité doivent être réduites à un certain niveau.

Graphite isotrope

Bien que la définition internationale du graphite isotrope doive être clarifiée davantage, elle est généralement utilisée pour mesurer certains indicateurs de performance physique de la direction du diamètre du produit et de la direction de la longueur et calculer leurs rapports.Certains sont exprimés par le rapport du coefficient de dilatation thermique ;le plus simple est exprimé par le rapport de résistivité.Son rapport anisotrope est appelé produit isotrope compris entre 1,0 et 1,1, et supérieur à 1,1, il est appelé produit anisotrope.En plus du coke de pétrole ordinaire, le coke d'asphalte modifié, le coke d'asphalte naturel, le coke de pétrole oxydé, le coke de pétrole brut non calciné et le graphite naturel sont également utilisés pour produire du graphite isotrope.