Graphite isostatique, également connu sous le nom de graphite formé isostatique, fait référence à une méthode par laquelle un mélange de matières premières est compressé en blocs rectangulaires ou ronds dans un système appelé pressage isostatique à froid (CIP). Le pressage isostatique à froid est une méthode de traitement des matériaux dans laquelle les changements de pression d'un fluide confiné et incompressible sont transmis de manière invariante à chaque partie du fluide, y compris la surface de son récipient.
Comparée à d’autres techniques telles que l’extrusion et le formage par vibration, la technologie CIP produit le graphite synthétique le plus isotrope.Graphite isostatiqueIl possède également généralement la plus petite granulométrie de tous les graphites synthétiques (environ 20 microns).
Processus de fabrication du graphite isostatique
Le pressage isostatique est un processus en plusieurs étapes qui permet d'obtenir des blocs extrêmement uniformes avec des paramètres physiques constants dans chaque pièce et point.
Propriétés typiques du graphite isostatique :
• Résistance thermique et chimique extrêmement élevée
• Excellente résistance aux chocs thermiques
• Haute conductivité électrique
• Haute conductivité thermique
• Augmente la résistance avec l'augmentation de la température
• Facile à traiter
• Peut être produit en très haute pureté (<5 ppm)
Fabrication degraphite isostatique
1. Coca
Le coke est un composant produit dans les raffineries de pétrole en chauffant de la houille (600-1 200°C). Le processus est réalisé dans des fours à coke spécialement conçus, utilisant des gaz de combustion et un apport limité d'oxygène. Son pouvoir calorifique est supérieur à celui du charbon fossile conventionnel.
2. Écrasement
Après vérification de la matière première, celle-ci est broyée jusqu'à une certaine granulométrie. Des machines spéciales pour broyer le matériau transfèrent la poudre de charbon très fine obtenue dans des sacs spéciaux et les classent selon la granulométrie.
Pas
Il s'agit d'un sous-produit de la cokéfaction de la houille, c'est-à-dire du grillage à 1 000-1 200°C sans air. La poix est un liquide noir dense.
3. Pétrir
Une fois le processus de broyage du coke terminé, celui-ci est mélangé avec du brai. Les deux matières premières sont mélangées à haute température afin que le charbon puisse fondre et se combiner aux particules de coke.
4. Deuxième pulvérisation
Après le processus de mélange, de petites boules de carbone se forment, qui doivent être à nouveau broyées en particules très fines.
5. Pressage isostatique
Une fois les fines particules de la taille requise préparées, vient l’étape de pressage. La poudre obtenue est placée dans de grands moules dont les dimensions correspondent à la taille finale du bloc. La poudre de carbone dans le moule est exposée à une pression élevée (plus de 150 MPa), qui applique la même force et pression aux particules, les disposant symétriquement et donc uniformément réparties. Cette méthode permet d'obtenir les mêmes paramètres de graphite dans tout le moule.
6. Carbonisation
L'étape suivante et la plus longue (2-3 mois) est la cuisson au four. Le matériau pressé isostatiquement est placé dans un grand four où la température atteint 1000°C. Pour éviter tout défaut ou fissure, la température dans le four est constamment contrôlée. Une fois la cuisson terminée, le bloc atteint la dureté requise.
7. Imprégnation du brai
A ce stade, le bloc peut être imprégné de brai et brûlé à nouveau pour réduire sa porosité. L'imprégnation est généralement réalisée avec un brai de viscosité inférieure à celle du brai utilisé comme liant. Une viscosité plus faible est nécessaire pour combler les lacunes avec plus de précision.
8. Graphitisation
A ce stade, la matrice des atomes de carbone a été ordonnée et le processus de transformation du carbone en graphite est appelé graphitisation. La graphitisation est le chauffage du bloc produit à une température d'environ 3000°C. Après graphitisation, la densité, la conductivité électrique, la conductivité thermique et la résistance à la corrosion sont considérablement améliorées, ainsi que l'efficacité du traitement.
9. Matériau graphite
Après la graphitisation, toutes les propriétés du graphite doivent être vérifiées, notamment la taille des grains, la densité, la résistance à la flexion et à la compression.
10. Traitement
Une fois le matériau entièrement préparé et vérifié, il peut être fabriqué selon les documents du client.
11. Purification
Si le graphite isostatique est utilisé dans les industries des semi-conducteurs, du silicium monocristallin et de l'énergie atomique, une pureté élevée est requise, de sorte que toutes les impuretés doivent être éliminées par des méthodes chimiques. La pratique typique pour éliminer les impuretés du graphite consiste à placer le produit graphité dans un gaz halogène et à le chauffer à environ 2 000 °C.
12. Traitement de surface
Selon l'application du graphite, sa surface peut être meulée et avoir une surface lisse.
13. Expédition
Après le traitement final, les détails finis en graphite sont emballés et envoyés au client.
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Heure de publication : 14 septembre 2024