உயர்-தூய்மை கிராஃபைட்: தொழில்நுட்பங்கள் மற்றும் பயன்பாடுகள்

முன்னுரை

கிராஃபைட் என்பது தனித்துவமான இரட்டை உலோகம் மற்றும் உலோகம் அல்லாத பண்புகளைக் கொண்ட-உலோகம் அல்லாத ஒரு முக்கியமான கனிம வளமாகும். இது "21 ஆம் நூற்றாண்டில் உயர்-தொழில்நுட்பத்தின் வளர்ச்சியை ஆதரிக்கும் மூலோபாய வளமாக" அறியப்படுகிறது மற்றும் நீண்ட காலமாக "கருப்பு தங்கம்" என்று போற்றப்படுகிறது. உயர்-தூய்மை கிராஃபைட் என்பது 99.99%க்கும் அதிகமான கார்பன் உள்ளடக்கம் கொண்ட கிராஃபைட்டைக் குறிக்கிறது. இது சிறந்த சுய-உயவு, அதிக வலிமை, நல்ல மின் கடத்துத்திறன், அமிலம்/காரம்/அரிப்பு/வெப்ப எதிர்ப்பு, குறைந்த விரிவாக்க குணகம், சிறந்த இரசாயன நிலைத்தன்மை, உயர் சீல் செயல்திறன் மற்றும் சீரான மற்றும் சிறிய அமைப்பு ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது. இது மின் பொறியியல், உலோகம், தேசிய பாதுகாப்பு, விண்வெளி, ஆற்றல், இரசாயன தொழில் மற்றும் பிற துறைகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. குறிப்பாக, வளர்ந்து வரும் தொழில்களான மூன்றாம் தலைமுறை செமிகண்டக்டர் பொருட்கள், அணுசக்தித் தொழில் மற்றும் ஒளிமின்னழுத்தத் தொழில் போன்றவற்றில் இது ஒரு தீர்க்கமான மற்றும் முக்கியமான பங்கைக் கொண்டுள்ளது

1. கிராஃபைட் தாதுவின் பண்புகள்

கிராஃபைட் என்பது கார்பன் தனிமங்களால் ஆன ஒரு கனிமமாகும், இது உலோக பளபளப்பு மற்றும் அனிசோட்ரோபியுடன் பிரகாசமான கருப்பு நிறத்தில் உள்ளது. இதன் அடர்த்தி 2.09-2.23 g/cm³, உருகுநிலை 3850 டிகிரி, கொதிநிலை 4250 டிகிரி, வெப்ப உறிஞ்சுதல் திறன் 6.9036×10⁷ J/kg, சிறந்த வெப்ப நிலைத்தன்மையைக் காட்டுகிறது.

2. உயர்-தூய்மை கிராஃபைட்

2.1இயற்கை உயர்-தூய்மை கிராஃபைட்

மூலப்பொருட்கள் மற்றும் தயாரிப்பு முறைகளைப் பொறுத்து, உயர்-தூய்மை கிராஃபைட்டை இயற்கையான உயர்-தூய்மை கிராஃபைட் மற்றும் செயற்கை உயர்{2}}தூய்மை கிராஃபைட் எனப் பிரிக்கலாம்.

இயற்கையான உயர்-தூய்மை கிராஃபைட் அதன் சிறந்த மின் மற்றும் வெப்ப கடத்துத்திறன் காரணமாக பல்வேறு துறைகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, அதாவது பயனற்ற பொருட்கள், துரு எதிர்ப்பு பூச்சுகள், கார்பன் மின்முனைகள், ஜெனரேட்டர்கள், லூப்ரிகண்டுகள் மற்றும் அணுசக்தி துறையில் பாதுகாப்பு பொருட்கள். செயற்கை உயர்-தூய்மை கிராஃபைட், ஒரே மாதிரியான உருவவியல் மற்றும் துகள் அளவு விநியோகத்துடன், முன்கூட்டியே தயாரிக்கப்பட்ட அனோட்கள், சிறப்பு கிராஃபைட், அணுசக்தி தொழில் மற்றும் பிற துறைகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. உயர்-தூய்மை கிராஃபைட்டைத் தயாரிக்கும் முறைகள் வெவ்வேறு மூலப்பொருட்களைப் பொறுத்து மாறுபடும்.

இயற்கையில் தூய கிராஃபைட் இல்லை. கிராஃபைட் தாது பெரும்பாலும் SiO₂, Al₂O₃, FeO, CaO, P₂O₅, CuO போன்ற அசுத்தங்களைக் கொண்டுள்ளது, அவை பொதுவாக குவார்ட்ஸ், பைரைட், கார்பனேட் போன்ற தாதுக்களாகவும், நீர், நிலக்கீல், CO₂, H₂, மற்றும் CH₂, CH போன்ற வாயுக் கூறுகளாகவும் உள்ளன. எனவே, கிராஃபைட்டின் பகுப்பாய்விற்கு நிலையான கார்பன் உள்ளடக்கத்தை மட்டுமல்ல, ஆவியாகும் பொருள் மற்றும் சாம்பல் உள்ளடக்கத்தையும் தீர்மானிக்க வேண்டும். கிராஃபைட் சுத்திகரிப்பு செயல்முறைகள் இந்த அசுத்தங்களை திறம்பட அகற்றுவதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளன. கிராஃபைட்டின் அதிக தூய்மை (அதாவது, அதிக கார்பன் உள்ளடக்கம்), அதன் மதிப்பு அதிகமாகவும் அதன் பயன்பாட்டின் நோக்கம் பரந்ததாகவும் இருக்கும்.

இயற்கையான கிராஃபைட்டிலிருந்து உயர்-தூய்மை கிராஃபைட்டைத் தயாரிப்பதில் வழக்கமாக மிதப்பதன் மூலம் கிராஃபைட் தாதுவை முதன்மை சுத்திகரிப்பு, ஆல்காலி-அமில முறை அல்லது ஹைட்ரோபுளோரிக் அமில முறை மூலம் மிதக்கும் செறிவை மேலும் சுத்திகரிப்பது மற்றும் இறுதியாக உயர்{2}}தூய்மை கிராஃபைட் தயாரிப்புகளை அதிக{2}}தூய்மை கிராஃபைட் தயாரிப்புகளைப் பெறுவது.

2.2 செயற்கை உயர்-தூய்மை கிராஃபைட்

செயற்கை கிராஃபைட் என்பது பொதுவாக உயர்-தரமான பெட்ரோலியம் கோக் மற்றும் பிட்ச் கோக் ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் உற்பத்தி செய்யப்படும் கிராஃபைட் பொருட்களைக் குறிக்கிறது, நிலக்கரி தார் சுருதியை பைண்டர் மற்றும் பிற துணைப் பொருட்களாகச் சேர்ப்பது, தொடர்ந்து உயர்-வெப்பநிலை கிராஃபிடைசேஷன் சிகிச்சைகள். பொதுவாக, மூலப்பொருட்கள் பூர்வாங்கமாக சிகிச்சை அளிக்கப்பட்டு, பின்னர் கிராஃபிடைசேஷன் மற்றும் சுத்திகரிப்புக்காக ஒரு சிறப்பு உயர்{3}}வெப்பநிலை அணுஉலையில் வைக்கப்படுகின்றன. முக்கிய உலை வகைகளில் அச்செசன் கிராஃபிடைசேஷன் உலைகள், உள் தொடர் கிராஃபிடைசேஷன் உலைகள் மற்றும் தொடர்ச்சியான கிராஃபிடைசேஷன் மின்சார உலைகள் ஆகியவை அடங்கும். உலையில் உள்ள அதி-அதிக வெப்பநிலை பெட்ரோலியம் கோக் மற்றும் பிட்ச் கோக்கை கிராஃபிடைஸ் செய்கிறது, மேலும் ஆலசன் வாயு அசுத்தங்களுடன் வினைபுரிய அறிமுகப்படுத்தப்படுகிறது, பின்னர் அவை வாயுவாக்கப்பட்டு ஆவியாகி அதிக{7}}தூய்மை கிராஃபைட்டைப் பெறுகின்றன.

பெட்ரோலியம் கோக் மற்றும் பிட்ச் கோக் ஆகியவற்றில் உள்ள அசுத்தங்களின் ஒரு பகுதியை செயற்கை உயர் தூய்மையான கிராஃபைட் தயாரிப்பில் அதிக-வெப்பநிலைக் கணக்கிடலின் போது அகற்ற முடியும் என்றாலும், பெட்ரோலியம் கோக் மூலப்பொருட்களில் சல்பர் மற்றும் சாம்பல் உள்ளடக்கங்களுக்கு தெளிவான தேவைகள் உள்ளன. அதிக-சல்பர் கச்சா எண்ணெயின் பயன்பாடு அதிகரித்து வருவதால், அதிக-சல்பர் பெட்ரோலியம் கோக்கும் வளர்ந்து வருகிறது. செயற்கை உயர் தூய்மையான கிராஃபைட் உற்பத்திக்கான பெட்ரோலியம் கோக்கின் குறைந்த-கந்தகத் தேவையைப் பூர்த்தி செய்ய, பல அறிஞர்கள் நியாயமான மற்றும் திறமையான பெட்ரோலியம் கோக் டீசல்புரைசேஷன் செயல்முறைகள் குறித்து ஆழமான ஆராய்ச்சியை மேற்கொண்டனர்.

கிராஃபைட் தூய்மையானது கிராஃபைட் டீப்{0}}செயலாக்கத் தயாரிப்புகளின் சேவை செயல்திறன் மற்றும் விரிவான பண்புகளை தீர்மானிக்கிறது. அதிக தூய்மை, அதிக பயன்பாட்டு மதிப்பு. உதாரணமாக:

லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளுக்கு கிராஃபைட் அனோட் பொருளாக 99.98%க்கு மேல் தூய்மை தேவை;

செயற்கை செயற்கை வைரத்திற்கான இயற்கை கிராஃபைட்டுக்கு 99.999%க்கு மேல் தூய்மை தேவைப்படுகிறது, போரான் உள்ளடக்கம் 0.01×10⁻⁶க்குக் கீழே உள்ளது;

விண்வெளி, தேசிய பாதுகாப்பு மற்றும் அணுசக்தி தொழிற்துறைக்கான சிறப்பு கிராஃபைட்டுக்கு 99%~99.99% அல்லது அதற்கும் அதிகமான தூய்மை தேவைப்படுகிறது;

மூன்றாம் தலைமுறை செமிகண்டக்டர் SiC செதில்களை ஒருங்கிணைக்க கிராஃபைட் பவுடருக்கு 99.9995% அல்லது அதற்கு மேல் தூய்மை தேவை.

கிராஃபைட் சுத்திகரிப்பு என்பது அனைத்து கிராஃபைட் பொருட்களையும் தயாரிப்பதற்கான அடித்தளம் மற்றும் கிராஃபைட் பொருட்களின் வளர்ச்சியில் ஒரு பொதுவான பிரச்சினை. குறைந்த ஆற்றல் நுகர்வு, அதிக திறன் மற்றும் குறைந்த மாசுபாடு கொண்ட கிராஃபைட் சுத்திகரிப்பு செயல்முறைகள் தற்போதைய R&Dயின் மையமாக உள்ளன.

3. கிராஃபைட் சுத்திகரிப்பு தொழில்நுட்பங்கள்

3.1 மிதக்கும் முறை

இயற்கையான கிராஃபைட்டின் நல்ல மிதக்கும் தன்மையைப் பயன்படுத்தி, பல-நிலை ஓட்டங்களைக் கொண்ட மிதக்கும் செயல்முறைகள், இயற்கையான கிராஃபைட் தாதுவில் உள்ள கயோலின், குவார்ட்ஸ் மற்றும் மைக்கா போன்ற தொடர்புடைய தாதுக்களிலிருந்து ஃபிளேக் கிராஃபைட் அல்லது மைக்ரோகிரிஸ்டலின் கிராஃபைட்டைப் பிரிக்க வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. இந்த தொழில்நுட்பம் 20% க்கும் குறைவான தரம் கொண்ட இயற்கையான கிராஃபைட் தாதுவை 95% தூய்மையுடன் கிராஃபைட் செறிவூட்டலுக்கு பெரிதும் செறிவூட்டுகிறது, இது பெரும்பாலும் இயற்கையான உயர் தூய்மையான கிராஃபைட் உற்பத்திக்கான மூலப்பொருளாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

3.2 அல்காலி-அமில முறை

சுத்திகரிப்பு செயல்பாட்டில் அல்காலி இணைவு மற்றும் அமிலத்தன்மை ஆகியவை அடங்கும். அல்காலி இணைவில், Al₂O₃, Fe₂O₃, SiO₂, MgO, CaO போன்ற கிராஃபைட்டில் உள்ள அசுத்தங்கள் NaOH உடன் அதிக வெப்பநிலையில் வினைபுரிந்து நீரில்-கரையாத ஹைட்ராக்சைடுகளை உருவாக்குகின்றன; சில அசுத்தங்கள் (எ.கா., SiO₂) நீரில்-கரையக்கூடிய பொருட்களை உற்பத்தி செய்கின்றன, அவை நீர் கசிவு மற்றும் கழுவுதல் மூலம் அகற்றப்படுகின்றன அமிலத்தன்மையில், கார இணைவுக்குப் பிறகு கிராஃபைட் மற்றும் ஹைட்ராக்சைடுகள் ஒரு குறிப்பிட்ட செறிவு கொண்ட ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலத்துடன் சூடான கசிவுக்காக கலக்கப்படுகின்றன, அவற்றை கரையக்கூடிய குளோரைடுகளாக மாற்றுகின்றன, பின்னர் அவை தண்ணீரில் கழுவப்படுகின்றன. 99% க்கும் அதிகமான தூய்மையுடன் கூடிய உயர்-தூய்மை கிராஃபைட்டை அமிலமயமாக்கலுக்குப் பிறகு பெறலாம்.

தற்போது, ​​ஆல்காலி{0}}அமில முறை தொழில்துறையில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, குறைந்த ஒரு நேர முதலீடு, உயர் தரம் மற்றும் வலுவான செயல்முறைக்கு ஏற்றவாறு பல நன்மைகள் உள்ளன. இருப்பினும், அதிக-வெப்பநிலை கணக்கிடல் தேவை, அதிக ஆற்றல் நுகர்வு, நீண்ட எதிர்வினை நேரம், தீவிர உபகரண அரிப்பு, பெரிய கிராஃபைட் இழப்பு மற்றும் கடுமையான கழிவு நீர் மாசுபாடு உள்ளிட்ட குறைபாடுகளையும் கொண்டுள்ளது.

3.3 குளோரினேஷன் ரோஸ்டிங் முறை

சுமார் 1000 டிகிரியில், குளோரின் வாயு கிராஃபைட்டில் அறிமுகப்படுத்தப்படுகிறது. குளோரின் வலுவான ஆக்ஸிஜனேற்ற பண்புகளைப் பயன்படுத்தி, கிராஃபைட்டில் உள்ள உலோக ஆக்சைடு அசுத்தங்கள் குறைந்த வாயு வெப்பநிலையுடன் குளோரைடுகளாக ஆக்சிஜனேற்றப்படுகின்றன. இந்த வெப்பநிலையின் கீழ், உலோக குளோரைடுகளை விரைவாக வாயுவாக்கி, பெரிய அளவில் வெளியேற்றி, கிராஃபைட் சுத்திகரிப்பு உணரப்படுகிறது.

குளோரினேஷன் வறுத்தல் பொதுவாக கிராஃபைட் சுத்திகரிப்புக்கான ஒரு துணை செயல்முறையாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, மற்ற செயல்முறைகளுடன் பொருந்துகிறது, மேலும் குறிப்பாக உலோக அசுத்தங்களை அகற்றுவதில் வெளிப்படையான நன்மைகள் உள்ளன. இருப்பினும், குளோரின் நச்சுத்தன்மை, அரிக்கும் தன்மை மற்றும் சுற்றுச்சூழல் மாசுபாடு ஆகியவை இந்த செயல்முறையை பிரபலப்படுத்துவதை ஒரு குறிப்பிட்ட அளவிற்கு கட்டுப்படுத்துகின்றன. கூடுதலாக, அல்ட்ரா-உயர்-தூய்மை கிராஃபைட்டை உருவாக்குவது கடினம், மேலும் நிலையற்ற அமைப்பு அதன் நடைமுறை பயன்பாட்டையும் பாதிக்கிறது.

3.4 ஹைட்ரோஃப்ளூரிக் அமிலம் முறை

மூலத் தாதுவில் உள்ள அசுத்தங்கள் ஹைட்ரோபுளோரிக் அமிலத்துடன் வினைபுரிந்து நீரில் கரையக்கூடிய ஃவுளூரைடுகள் மற்றும் ஃப்ளோரோசிலிகேட்டுகளை உருவாக்குகின்றன, இவை உயர்தர கிராஃபைட்டைப் பெறுவதற்கு நீர் கழுவுவதன் மூலம் அகற்றப்படுகின்றன.

ஹைட்ரோபுளோரிக் அமில முறையின் முக்கிய நன்மைகள் அதிக தூய்மையற்ற நீக்குதல் திறன், உயர் தயாரிப்பு தரம், கிராஃபைட் செயல்திறனில் சிறிய தாக்கம் மற்றும் குறைந்த ஆற்றல் நுகர்வு. குறைபாடு என்னவென்றால், ஹைட்ரோஃப்ளூரிக் அமிலம் அதிக நச்சு மற்றும் அரிக்கும் தன்மை கொண்டது, உற்பத்தியில் கடுமையான பாதுகாப்பு பாதுகாப்பு நடவடிக்கைகள் தேவைப்படுகிறது, மேலும் அதிக சுற்றுச்சூழல் பாதுகாப்பு முதலீடு அதன் பொருளாதார போட்டித்தன்மையை வெகுவாகக் குறைக்கிறது.

3.5 உயர்-வெப்பநிலை சுத்திகரிப்பு முறை

கிராஃபைட் அதிக கொதிநிலையைக் கொண்டிருக்கும் போது மற்ற அசுத்தங்கள் குறைந்த கொதிநிலைகளைக் கொண்டிருக்கின்றன என்ற கொள்கையின் அடிப்படையில், சுமார் 80% கார்பன் உள்ளடக்கம் கொண்ட இயற்கையான கிராஃபைட் 1500 டிகிரி சுத்திகரிப்பு உலையில் வைக்கப்பட்டு, குறைந்த கொதிநிலை அசுத்தங்களை வாயுவாக்கி நீக்குகிறது. அது பின்னர் 2500 இல் ஒரு உலைக்குள் நுழைகிறதுஅதிக அசுத்தங்களை அகற்ற 2800 டிகிரி, இறுதியாக 2800 இல் ஒரு உலைபொருத்தமான HF மற்றும் HCl வாயுக்களுடன் 3200 டிகிரி. இந்த வாயுக்கள் அதிக வெப்பநிலையில் அதிக-கொதிக்கும் உலோக அசுத்தங்களுடன் வினைபுரிந்து குறைந்த-கொதிக்கும் ஃவுளூரைடுகள் மற்றும் குளோரைடுகளை உருவாக்குகின்றன, அவை வாயுவாக்கப்பட்டு வெளியேற்றப்படுகின்றன. இந்த வழியில், இயற்கை கிராஃபைட் 99.99%~99.9998% கார்பன் உள்ளடக்கத்திற்கு சுத்திகரிக்கப்படுகிறது.

கிராஃபைட் தூய்மையை பாதிக்கும் முக்கிய காரணிகள் மூலப்பொருளின் தரம், கிராஃபைட் க்ரூசிபிள் தூய்மை, கிராஃபிடைசேஷன் வெப்பமூட்டும் முறை மற்றும் கிராஃபைட் துகள் அளவு ஆகியவை அடங்கும். இந்த செயல்முறையானது மூலப்பொருள் தூய்மை, பொருள் நுணுக்கம் மற்றும் உபகரணத் தொழில்நுட்பம், அதிக ஆற்றல் நுகர்வு மற்றும் பெரிய முதலீடு ஆகியவற்றிற்கு அதிக தேவைகளைக் கொண்டுள்ளது. எனவே, அதன் தற்போதைய பயன்பாடு குறைவாக உள்ளது, முக்கியமாக விண்வெளி, தேசிய பாதுகாப்பு மற்றும் அணுசக்தி தொழில் போன்ற மிக உயர்ந்த கிராஃபைட் தரத் தேவைகள் போன்ற சிறப்புத் துறைகளில்.

3.6 ஆலசன் வாயு சுத்திகரிப்பு முறை

உயர்-தொழில்துறை பயன்பாடுகளுக்கு (எ.கா., குறைக்கடத்தி தொழில்) 99.999% க்கு மேல் கிராஃபைட் தூய்மை தேவைப்படுகிறது, இதை உயர்-வெப்பநிலை சுத்திகரிப்பு மூலம் மட்டும் அடைய முடியாது. தொழில்துறை பொதுவாக ஆலசன் வாயு சுத்திகரிப்பு முறையை ஏற்றுக்கொள்கிறது (உடல் சுத்திகரிப்பு என்றும் அழைக்கப்படுகிறது). அதிகரித்த உலை வெப்பநிலை மற்றும் வெற்றிட அளவு, கிராஃபைட் தயாரிப்புகளில் சில அசுத்தங்கள் தானாகவே ஆவியாகும். அதிக வெப்பநிலை தேவைப்படும் மற்ற அசுத்தங்களுக்கு, ஆலசன் வாயுக்கள் (முக்கியமாக குளோரின் மற்றும் ஆலசனேற்றப்பட்ட ஹைட்ரோகார்பன்கள்) அவற்றை குறைந்த உருகும் மற்றும் கொதிநிலைகளுடன் ஹலைடுகளாக மாற்றுகின்றன. ஒருங்கிணைந்த செயல்பாட்டின் கீழ், கிராஃபைட் சுத்திகரிப்பு அடைய அசுத்தங்கள் அகற்றப்படுகின்றன.

4. உயர்-தூய்மை கிராஃபைட்டின் பயன்பாடுகள்

4.1 மசகு பொருட்கள்

பொதுவான திட லூப்ரிகண்டுகளில் ஒன்றாக, கிராஃபைட்டின் அடுக்கு அமைப்பு அதற்கு சுய-மசகு பண்புகளை அளிக்கிறது. உலோகங்களுடனான உலர் உராய்வின் போது சுருக்க மற்றும் வெட்டு அழுத்தங்களின் கீழ், கிராஃபைட் அடுக்குகள் நழுவுகின்றன, உலோக உராய்வு மேற்பரப்பில் நுண்ணோக்கியில் மெல்லிய கிராஃபைட் பரிமாற்றத் திரைப்படத்தை உருவாக்குகின்றன. எனவே, கிராஃபைட் மற்றும் உலோகத்திற்கு இடையே உள்ள உலர் உராய்வு குணகம் உலோகங்களுக்கு இடையே உள்ளதை விட குறைவாக உள்ளது, இது ஒரு பொதுவான சுய-மசகுப் பொருளாக அமைகிறது.

உலோக-கிராஃபைட் உராய்வு ஜோடிகளில் உள்ள உலோகங்கள் பொதுவாக 45# எஃகு, 40Cr எஃகு, துருப்பிடிக்காத எஃகு, வார்ப்பிரும்பு, தாமிர கலவை போன்றவை அடங்கும். கிராஃபைட்டின் உராய்வு மற்றும் அணியும் செயல்திறன்-உலோகப் பொருட்களின் வகை மற்றும் பண்புகளுடன் நெருக்கமாக தொடர்புடையது. இயந்திர உராய்வு ஜோடிகளுக்கு இடையே உராய்வு மற்றும் தேய்மானத்தை குறைப்பது இயந்திர பாகங்களின் செயல்திறன் மற்றும் சேவை வாழ்க்கையை மேம்படுத்துவதற்கான முக்கிய வழியாகும். சுமை, வெப்பநிலை, நெகிழ் வேகம், மேற்பரப்பு உருவவியல் மற்றும் அமைப்பு ஆகியவற்றின் விளைவுகளைப் படிப்பது கிராஃபைட்-உலோக உராய்வு ஜோடிகளின் சேவை வாழ்க்கையை நீட்டிக்க உதவுகிறது.

4.2 சீல் பொருட்கள்

விரிவாக்கப்பட்ட கிராஃபைட்டை, குறைந்த வெப்ப விரிவாக்கக் குணகத்துடன் (1×10⁻⁶~30×10⁻⁶ K⁻¹) சிகிச்சைக்குப் பின்-நெகிழ்வான கிராஃபைட்டாக செயலாக்க முடியும். இது குறைந்த வெப்பநிலையில் உடையக்கூடியதாகவோ அல்லது விரிசல் ஏற்படவோ இல்லை, அதிக வெப்பநிலையில் மென்மையாகவோ அல்லது ஊர்ந்து செல்லும்.

பாரம்பரிய சீல் பொருட்களுடன் (கல்நார், ரப்பர், செல்லுலோஸ் மற்றும் அவற்றின் கலவைகள்) ஒப்பிடும்போது, ​​நெகிழ்வான கிராஃபைட் ஒரு பரந்த சேவை வெப்பநிலை வரம்பைக் கொண்டுள்ளது (காற்றில் 200~450 டிகிரி). எனவே, விரிவாக்கப்பட்ட கிராஃபைட் இயந்திரங்கள், உலோகம், ஆட்டோமொபைல், கப்பல் கட்டுதல், பெட்ரோகெமிக்கல் மற்றும் பிற துறைகளில் சீல் செய்யும் பொருளாக பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

4.3 ஃபிளேம்-ரிடார்டன்ட் மெட்டீரியல்ஸ்

விரிவாக்கப்பட்ட கிராஃபைட்டை பாலிமர்கள், ரெசின்கள் போன்றவற்றுடன் சேர்த்து தீயில்லாத பொருட்களை உருவாக்கலாம். தீ ஏற்பட்டால், விரிவாக்கக்கூடிய கிராஃபைட் விரைவாக விரிவடைந்து பொருள் மேற்பரப்பில் ஒரு விரிவாக்கப்பட்ட வெப்ப காப்பு அடுக்கை உருவாக்குகிறது, இது சிறந்த வெப்ப காப்பு மற்றும் நச்சு வாயுக்களின் வெளியீட்டைத் தடுக்கிறது.

4.4 மின்முனை கூட்டுப் பொருட்கள்

விரிவாக்கக்கூடிய கிராஃபைட் அதன் உயர் சுறுசுறுப்பான மேற்பரப்பு, அதிக இரசாயன நிலைப்புத்தன்மை, நல்ல வெப்ப மற்றும் மின் கடத்துத்திறன் மற்றும் எளிதான தயாரிப்பின் காரணமாக பல்வேறு பேட்டரி எலக்ட்ரோடு பொருட்களைத் தயாரிக்கப் பயன்படுகிறது. அதன் நிலையான அமைப்பு, சைக்கிள் ஓட்டும் போது மின்முனைப் பொருட்களின் தொகுதி விரிவாக்கத்தை (எ.கா., Li/S அல்லது Li/Si பேட்டரிகளில்) கட்டுப்படுத்துகிறது, சுழற்சி ஆயுளை மேம்படுத்துகிறது.

மேலும், விரிவாக்கக்கூடிய கிராஃபைட்டின் பெரிய இடைநிலை இடைவெளியானது உலோக-அயன் இரண்டாம் நிலை பேட்டரிகளில் (லித்தியம்-அயன், சோடியம்-அயன்{2}}அயன், மெக்னீசியம்-அயன்சென்சிங் பேட்டரிகள்{அயன், 4}பியன், மற்றும் ஆற்றல் சேமிப்பு அடர்த்தி. விரிவாக்கக்கூடிய கிராஃபைட்டை சூப்பர் கேபாசிட்டர்களுக்கு எலக்ட்ரோடு பொருளாகவும் பயன்படுத்தலாம்.

கூடுதலாக, பாலிமர் மேட்ரிக்ஸுடன் கூடிய விரிவாக்கப்பட்ட கிராஃபைட் கலவைகள் இலகுரக, குறைந்த{0}}செலவு மற்றும் வடிவமைக்க எளிதானது. விரிவாக்கப்பட்ட கிராஃபைட்டின் அளவை மாற்றுவதன் மூலம் மின் பண்புகளை பரவலாக சரிசெய்ய முடியும்.

4.5 பாரம்பரிய மற்றும் உயர்-இறுதி உற்பத்தி

உலோகவியல் மின்முனைகள் மற்றும் ஃபவுண்டரி தொழில் ஆகியவை கிராஃபைட்டின் முக்கிய பாரம்பரிய நுகர்வுத் துறைகளாகும், இவை முக்கியமாக எஃகு, தாமிரம், அலுமினியம் மற்றும் இதர இரும்பு அல்லாத உலோகங்களின் அச்சுகளை வார்ப்பதற்காக மின்முனைகள் மற்றும் பூச்சுக்கு பயன்படுத்தப்படுகின்றன. பென்சில் உற்பத்தியில் கிராஃபைட்டின் தேவை ஒப்பீட்டளவில் நிலையானதாக உள்ளது.

கிராஃபைட் பொருட்கள் எளிமையான கட்டமைப்பு, பராமரிப்பு{0}}இலவசம், உடைகள் எதிர்ப்பு, அதிக சுமை தாங்கும் திறன் மற்றும் வலுவான தாக்க எதிர்ப்பு ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் அணுசக்தி, நீர்மின்சாரம், விண்வெளி மற்றும் இராணுவத் துறைகளில் பெரிய அளவிலான உபகரணக் கூறுகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

4.6 அணுசக்தி பொருட்கள்

அணுசக்திக்கான கிராஃபைட், அதிக-வெப்பநிலை வாயு-குளிரூட்டப்பட்ட உலைகளின் மையத்தில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, அதாவது குழாய்கள், எரிபொருள் கூறுகள் மற்றும் ஆதரவு கூறுகள். ரஷ்யாவில் மேம்பட்ட அணு பிரதான குழாய்களில் தாங்கு உருளைகள் மற்றும் வழிகாட்டி தாங்கு உருளைகள் பெரும்பாலும் சிலிக்கான் செய்யப்பட்ட கிராஃபைட்டைப் பயன்படுத்துகின்றன. கிராஃபைட் சிறந்த அணுசக்தி செயல்திறனைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் பெரும்பாலும் உலைகளில் மதிப்பீட்டாளராகவும் பிரதிபலிப்பாளராகவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

4.7 குறைக்கடத்தி பொருட்கள்

செமிகண்டக்டர் துறையில், கிராஃபைட் தயாரிப்புகள் உயர்-வெப்பநிலை வெப்ப சிகிச்சை உபகரணங்களான படிக வளர்ச்சி உலைகள், கார்பனைசேஷன் உலைகள் மற்றும் கிராஃபிடைசேஷன் உலைகள் போன்றவற்றில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

மூன்றாம் தலைமுறை செமிகண்டக்டர் சிலிக்கான் கார்பைடுக்கான (SiC) உயர்-தூய்மை கிராஃபைட் தயாரிப்புகளில் கிராஃபைட் க்ரூசிபிள்கள், ஹீட்டர்கள் மற்றும் படிக வளர்ச்சிக்கான தூள் ஆகியவை அடங்கும், அதன் தூய்மை SiC படிகங்களின் தரத்தை தீர்மானிக்கிறது. இத்தகைய உயர்-தூய்மை கிராஃபைட்டின் சுத்திகரிப்பு பொதுவாக இயற்பியல்-வேதியியல் முறைகளைப் பின்பற்றுகிறது, 99.9995% ஐ விட அதிக அல்லது அதற்கு சமமான தூய்மை தேவைப்படுகிறது, தனிப்பட்ட அசுத்தங்களின் மீது கடுமையான வரம்புகள் (எ.கா. B குறைவாக அல்லது 0.05×10⁻⁶, Al Less to 0.05×10⁻⁶, Al Less to 10

4.8 செயற்கை வைரப் பொருட்கள்

தற்போது, ​​ஒற்றை-படிக வைரமானது முக்கியமாக உயர்{1}}அழுத்த உயர்-வெப்பநிலை (HPHT) முறை மற்றும் இரசாயன நீராவி படிவு (CVD) முறை மூலம் ஒருங்கிணைக்கப்படுகிறது. CVD ஆனது ஹைட்ரஜனைப்-கொண்ட வாயுக்களை (மீத்தேன், ஹைட்ரஜன், முதலியன) பயன்படுத்துகிறது, இது ஹைட்ரஜன் அசுத்தங்கள் மற்றும் வைர படிகங்களில் அழுத்தத்திற்கு வழிவகுக்கிறது. வினையூக்கிகளாக பாரம்பரிய உலோகக் கலவைகளைக் கொண்ட HPHT வைரமானது சில உலோக அசுத்தங்களைக் கொண்டிருப்பதால், "அல்ட்ரா-தூய" வைரத்தின் தொகுப்பை மிகவும் கடினமாகவும் சவாலாகவும் ஆக்குகிறது.

Recent breakthroughs in static ultra-high pressure technology have enabled direct synthesis of diamond from graphite under extreme P-T conditions (>15 GPa, 2000 டிகிரி). இத்தகைய நிலைமைகளின் கீழ், கிராஃபைட் விரைவாக வைரமாக மாறுகிறது, அதிக தூய்மையுடன் கூடிய செண்டிமீட்டர் அளவுள்ள பாலிகிரிஸ்டலின் மொத்தங்களை உருவாக்குகிறது.

முடிவுரை

சீனாவில் பயன்படுத்தப்படும் கிராஃபைட்டின் முக்கிய வடிவங்களில் உயர்-தூய்மை கிராஃபைட், ஐசோஸ்டேடிக் பிரஸ்ஸிங் கிராஃபைட், விரிவாக்கக்கூடிய கிராஃபைட், ஃபுளோரினேட்டட் கிராஃபைட், கொலாய்டல் கிராஃபைட் மற்றும் கிராஃபைட் ஆகியவை அடங்கும். கிராஃபைட் தூய்மையை மேம்படுத்துவது அனைத்து கிராஃபைட் தயாரிப்புகளுக்கும்-அடிப்படையான அதேசமயம் சவாலான பொதுவான தேவையாகும்.

உயர்தொழில்நுட்பத் துறைகளில் உயர்-தூய்மை கிராஃபைட்டின் தேவை தொடர்ந்து அதிகரித்து வருவதாலும், தூய்மைத் தேவைகள் கடுமையாக்கப்படுவதாலும், தொடர்புடைய தொழில்நுட்பங்கள் முன்னேற்றங்களுக்காகக் காத்திருக்கும் முக்கியமான கட்டத்தில் உள்ளன.