Тъй като е търсен-избор в индустрията от висок-клас, силата на графита с висока-чистота не може да бъде подценявана. Със своите отлични свойства на само-смазване, висока якост, добра електропроводимост, устойчивост на киселина и основи, устойчивост на корозия, устойчивост на висока температура, малък коефициент на разширение, отлична химическа стабилност, висока производителност на уплътняване и еднаква и плътна структура, той твърдо се установява в индустрии като електричество, металургия, национална отбрана и аерокосмическа, енергетика и химическо инженерство. Освен това, той заема основна позиция в нововъзникващи области като трето-поколение полупроводници, ядрена индустрия и фотоволтаици и може да се разглежда като „ключова част“ в технологичното развитие.
Два пътя на раждане: естественият и изкуственият "път на пречистване"
Графитът с висока-чистота може да се класифицира на естествен графит с висока-чистота и изкуствен графит с висока-чистота въз основа на суровините и методите за получаване. Естественият графит с висока -чистота се използва широко в различни области поради отличната си електрическа проводимост и свойства за пренос на топлина, като например в огнеупорни материали, покрития против-ръжда, въглеродни електроди, генератори, смазочни материали и защитни материали в ядрената индустрия. От друга страна, изкуственият графит с висока-чистота се прилага в предварително-изпечени аноди, специален графит и ядрената промишленост поради неговата еднаква морфология и разпределение на размера на частиците.
Производството на графит с висока{0}}чистота от естествен графит често включва първо използване на метода на флотация за първоначално пречистване на графитната руда, след това използване на алкалния-киселинен метод или метода на флуороводорода за допълнително пречистване на флотационния концентрат и накрая получаване на графитни продукти с висока-чистота чрез високо-температурни методи или високо-температурни методи на хлориране. Изкуственият графит с висока-чистота обаче обикновено се получава чрез първоначална обработка на суровините и след това поставянето им в специално проектирана високотемпературна реакционна пещ за графитизация и пречистване. Основният процес е да се използва изключително високата температура на пещта за графитизиране на нефтен кокс и асфалтов кокс и въвеждане на халогенни газове, които да реагират с примеси, което ги кара да се изпаряват и изпаряват, като по този начин се получава графит с висока-чистота.
Независимо дали става дума за производство на естествен графит с висока{0}}чистота или изкуствен графит с висока{1}}чистота, се налагат строги изисквания към качеството на суровините. За постигане на изискванията за графит с висока-чистота от естествен графит, само методът с висока-температура може да отговори на производствените нужди. Въпреки това високо{6}}температурният метод има висока консумация на енергия и високи изисквания към оборудването, така че има и определени изисквания към качеството на суровините. Обикновено за пречистване се използват графитни продукти с чистота 99%, получени чрез други методи за пречистване, като в крайна сметка се достига изискването за 99,99% високо{10}}чистотен графит. За производството на изкуствен-графит с висока чистота често се избират висококачествен-петролен кокс и асфалтов кокс. Съдържанието на пепел в нефтения кокс трябва да бъде по-малко от 0,5% и обикновено за производството се използва само петролен кокс с ниско съдържание на сяра. Следователно съдържанието на сяра в нефтения кокс е под 0,5%.
„Ярко блести в-областта от висок клас“: Приложението на графит с висока-чистота
Индустриите, използващи високо{0}}графит като суровина, се фокусират основно върху високо-технологични области като полупроводникови материали, фотоволтаици, графен и ядрен графит.
Трето{0}}поколение полупроводникови материали
В полупроводниковата промишленост графитните продукти се използват широко в оборудване за високо{0}}температурна топлинна обработка, като например пещи за отглеждане на кристали, пещи за карбонизация и пещи за графитизация. Графитните продукти с висока -чистота, използвани в третото-поколение полупроводников силициев карбид, включват графитни тигли за растеж на кристали, графитни нагреватели и графитен прах и др. Чистотата на тези продукти играе решаваща роля за качеството на кристалите от силициев карбид.
Понастоящем повечето предприятия използват метода за физически транспорт на парите, когато произвеждат монокристали от силициев карбид. При този метод прахът от силициев карбид се поставя на дъното на графитния тигел, а зародишният кристал от силициев карбид се поставя в горната част на графитния тигел. След това графитният тигел се нагрява, докато силициевият карбид достигне своята температура на сублимация. Впоследствие прахът от силициев карбид постепенно се разлага на газообразни вещества като Si пара, Si2C и SiC2. Тези вещества постепенно ще се сублимират до горната част на тигела под аксиалния температурен градиент и ще кондензират върху повърхността на зародишния кристал SiC в горната част на тигела, като по този начин ще се получат монокристали от силициев карбид.
Ядрен графит
Ядреният графит с висока-чистота е широко използван материал в ядрената енергетика. Графитни материали с ядрен-клас се прилагат в сърцевината на
високотемпературни газоохладени-реактори, като тръби, горивни елементи и поддържащи компоненти.
Ядреният-графит трябва да е с висока{1}}чистота. Графитът с висока-чистота се състои главно от агрегати, свързващи вещества и импрегниращи агенти. Инертните материали се състоят главно от иглообразен петролен кокс и асфалтов кокс. Ядреният-графит с висока-чистота има относително строги изисквания за контролиране на микроелементи. При херметично състояние той се подлага на дългосрочно-калциниране при висока-температура за пречистване, премахване на примеси и намаляване на съдържанието на микроелементи като халогени и метали с ниска{12}}точка на-топене. Карбонизиращото формоване на ядрен-клас високо-чистотен графит възприема процеса на изостатично пресоване. Материалът се поставя в еластична форма на тялото, плътно се затваря и след това въздухът се отстранява, за да се поддържа вакуумна среда. Формата се поставя в изостатичния хидравличен цилиндър и изотропната течност упражнява същия натиск върху матрицата, предавайки налягането на въглеродния материал, което кара суровината да стане плътна.
Фотоволтаично поле
Във фотоволтаичната индустрия, особено като електроден материал за слънчеви клетки, графитът има широко приложение. Неговата отлична проводимост и химическа стабилност го правят идеален материал за производство на електроди на слънчеви клетки. Нещо повече, пещта за растеж на силициев монокристален-тип е основното оборудване за приготвяне на силициеви монокристални материали. Нагревателната система на монокристалната пещ включва главно графитни нагреватели с висока -чистота, кварцови тигли, графитни тигли и изолационни материали и др. Чрез прилагане на постоянен ток към графитния нагревател се осигурява термичен източник за стопяване на поликристалния силициев суров материал. Мощността на нагревателя може да се регулира чрез напрежението или тока на захранването. Топлината, освободена от нагревателя, се изолира от изолационната система, която може да образува среда на топлинно поле, подходяща за растеж на силициеви монокристали.
Графен
Графенът в момента е най-тънкият наноматериал в света, отличаващ се с висока химическа стабилност и термична стабилност, както и с отлични механични и електрически свойства. Има широки перспективи за приложение. Основната суровина за получаване на графен е графит с висока-чистота.
други
В по-предизвикателната космическа област високо{0}}графитът с висока чистота все още се представя изключително добре. Използва се в облицовките на гърлото на дюзите на опашките на ракетните двигатели, в неутронния модератор на атомните реактори, в топлоизолационните и термо{2}}устойчивите материали на ракетите и дори в радиовръзката и проводимите структурни материали на изкуствени спътници, всички те се отличават с наличието на графит с висока-чистота.
