Grafit alapanyag specifikáció

A nagy-tisztaságú grafit általában olyan grafitot jelent, amelynek széntartalma meghaladja a 99,99%-ot. Szervezeti felépítése három kategóriába sorolható: durva-szemcsés szerkezet, finom-szemcsés szerkezet és ultra-finom{6}}szemcsés szerkezet. A nagy-tisztaságú grafitot széles körben használják a Czochralski egy-kristályos szilíciumkemencékben. Az integrált áramkörök alapanyaga főként szilícium{11}egykristály chipek. Jelenleg a szilícium egykristály növekedési folyamata elsősorban a Czochralski (CZ) módszert alkalmazza. Egyéb módszerek közé tartozik a mágneses mező Czochralski-módszere (MCZ), a zóna (FZ) módszere és a kettős tégelyes kristályhúzási módszer. A globális elektronikai iparban használt Czochralski egykristályos{15}szilícium a teljes monokristályos szilícium-felhasználás mintegy 80%-át teszi ki. A Czochralski egy{18}kristályszilícium kemencék grafit részei fogyóeszközök. Nagy tisztaságú grafit anyagokat használnak a Czochralski egykristályos szilícium kemencék fűtési rendszerének feldolgozásához.

A nagy-tisztaságú grafit másik fontos felhasználási módja az, hogy különféle típusú olvasztótégelyekké dolgozzák fel ritka fémek vagy nagy-tisztaságú fémek és nem-fémes anyagok előállításához. A spektrális elemzéshez használt grafitelektróda szintén egyfajta nagy-tisztaságú grafit, amely a szén kivételével minden elem spektrokémiai elemzésére használható. A spektrális analízishez szükséges grafitelektródát extrudálásos módszerrel állítják elő. A késztermék szennyezőelem-tartalma nem haladhatja meg a 6*10-5 értéket. A spektrális analízishez standard minták előkészítésekor és a szennyeződések kémiai módszerekkel történő megkötésekor spektrálisan tiszta szénport vagy spektrálisan tiszta grafitport kell használni. Ennek a két nagy tisztaságú{16}}anyagnak a szennyeződéstartalomra vonatkozó követelményei 6*10-5; egyes alkalmazásoknál a széntartalomnak el kell érnie a 99,9995%-ot, és a teljes hamutartalom kevesebb, mint 5*10-6. Három öntési módszer létezik a nagy tisztaságú grafithoz: extrudálás, sajtolás és izosztatikus préselés.

A grafit az atomreaktorok építésénél használt lassító és fényvisszaverő anyagok egyike. A korai reaktorok mind grafithalmok voltak. A szerkezeti anyagként használt atomreaktorok grafitja sokkal szigorúbb és drágább, mint a grafitelektródák a nyersanyagválasztás, a folyamatszabályozás és a késztermék-ellenőrzés szempontjából. Az atomreaktorok grafitjának a következő tulajdonságokkal kell rendelkeznie: a lassú neutronok kis abszorpciója, jó magas hőmérsékletű -szilárdság, nagy hősokkállóság, a gyors neutronok jó lassítási teljesítménye, stabil méret besugárzás alatt és minimális szennyeződéstartalom. Szigorúan ellenőrizni kell az olyan elemek tartalmát, mint a bór és a kadmium, amelyek könnyen felszívják a neutronokat.

A nukleáris grafitnak nagyobb térfogatsűrűséggel kell rendelkeznie M, mert a grafit gyors neutronokra gyakorolt ​​lassító hatása a gyors neutronok szénatomokkal való ütközésével érhető el. Minél több szénatom van egységnyi térfogatban, annál jobb a hatás. Ezért a térfogatsűrűség a nukleáris grafit egyik fő mutatója. A térfogatsűrűség közvetlenül összefügg a grafit porozitásával és permeabilitásával is. A nukleáris üzemanyag és hőhordozó veszteség elkerülése érdekében a porozitást és a permeabilitást egy bizonyos szintre kell csökkenteni. A grafit mechanikai szilárdsága a térfogatsűrűségével is összefügg. Általában a grafitkötegekben használt maggrafit térfogatsűrűsége 1,7-1,75 g/cm³.

Az áramtermelésre használt atomreaktorok jelenleg főként nyomás alatti vizes reaktorok, amelyekhez nincs szükség grafitra, de a szakértők azt jósolják, hogy a magas{0}}hőmérsékletű gáz{1}}hűtésű reaktoroknak nagy fejlődési kilátásai vannak. A magas-hőmérsékletű gázhűtött a -5 körüli magas hőmérsékletű gázok energiaként felhasználhatók a reaktorból.

Bár az izotróp grafit nemzetközi definíciója további pontosításra szorul, általában a termék átmérő- és hosszirányú fizikai teljesítménymutatóit mérik, és ezek arányait számítják ki. Egyeseket a hőtágulási együtthatók, az egyszerűbbeket pedig az ellenállás arányával fejezzük ki. Az anizotróp arány 1,0-1,1 tartományba esik, amit izotróp termékeknek nevezünk, ha pedig meghaladja az 1,1-et, akkor anizotróp termékeknek nevezzük. Az izotróp grafit az általános kőolajkokszon kívül módosított szurokkokszt, természetes szurokkokszt, oxidált kőolajkokszot, kalcinált nyers kőolajkokszot, természetes grafitot stb.