ग्रेफाइट हे षटकोनी स्फटिक स्तरित संरचनेसह कार्बनचे ऍलोट्रोप आहे. यात उत्कृष्ट विद्युत चालकता, थर्मल चालकता, वंगणता, उच्च तापमान प्रतिरोध, थर्मल शॉक प्रतिरोध आणि रासायनिक स्थिरता आहे आणि "काळे सोने" म्हणून ओळखले जाते. या कारणास्तव, हे धातूशास्त्र, यंत्रसामग्री, रासायनिक अभियांत्रिकी, फोटोव्होल्टेइक, सेमीकंडक्टर, आण्विक उद्योग, राष्ट्रीय संरक्षण आणि एरोस्पेस उद्योगांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते आणि आज उच्च आणि नवीन तंत्रज्ञानाच्या विकासासाठी एक अपरिहार्य नॉन-मेटलिक सामग्री बनली आहे.
ग्रेफाइट उत्पादनांसाठी विविध अनुप्रयोग परिस्थितींमध्ये भिन्न कार्यप्रदर्शन आवश्यकता असतात, ग्रेफाइट उत्पादनांच्या अनुप्रयोगामध्ये अचूक सामग्री निवडणे ही मुख्य पायरी बनवते. ॲप्लिकेशनच्या परिस्थितीशी जुळणारे कार्यप्रदर्शन असलेले ग्रेफाइट घटक निवडणे केवळ त्यांचे सेवा जीवन प्रभावीपणे वाढवू शकत नाही आणि बदलण्याची वारंवारता आणि खर्च कमी करू शकत नाही, परंतु उत्पादन गुणवत्ता आणि अंतिम उत्पादनांचे उत्पन्न सुधारण्यास देखील मदत करते.
ग्रेफाइट सामग्रीची शुद्धता थेट घटकांची टिकाऊपणा निर्धारित करते. ग्रेफाइट घटकांमधील अशुद्धता (जसे की Fe, Si, Al) उच्च-तापमानाच्या व्हॅक्यूम वातावरणात कमी-वितळणारे-बिंदू संयुगे तयार करतात, ज्यामुळे ग्रेफाइट घटक हळूहळू नष्ट होतात आणि क्रॅक आणि नुकसान होते. सेमीकंडक्टर फील्डमध्ये उच्च-परिशुद्धता व्हॅक्यूम फर्नेसच्या वापरासाठी, ग्रेफाइट हीटर्स, ग्रेफाइट क्रूसिबल, ग्रेफाइट इन्सुलेशन सिलेंडर आणि ग्रेफाइट वाहक यांसारखे मुख्य घटक 5N आणि त्याहून अधिक शुद्धतेसह उच्च-शुद्धतेच्या ग्रेफाइटचे बनलेले असावेत आणि सामग्रीची राख सामग्री pp0m खाली कठोरपणे नियंत्रित केली पाहिजे.
ग्रेफाइट सामग्रीच्या निवडीमध्ये घनता आणि संरचनेकडे अनेकदा दुर्लक्ष केले जाते, तरीही हे दोन निर्देशक ग्रेफाइट घटकांचा थर्मल शॉक आणि क्रिप प्रतिरोध निर्धारित करणारे मुख्य घटक आहेत. ग्रेफाइट सामग्रीची घनता जितकी जास्त असेल तितकी घटकांची सच्छिद्रता कमी असेल, वायू प्रवेश आणि थर्मल शॉकसाठी त्यांचा प्रतिकार मजबूत असेल आणि वापरादरम्यान ते क्रॅक होण्याची शक्यता कमी असेल. उदाहरण म्हणून आयसोस्टॅटिकली दाबलेले ग्रेफाइट घ्या: या प्रकारच्या ग्रेफाइटमध्ये 1% पेक्षा कमी समस्थानिक त्रुटी आणि समान थर्मल विस्तार वैशिष्ट्ये आहेत. त्याची थर्मल शॉक रेझिस्टन्स सामान्य मोल्डेड ग्रेफाइटपेक्षा 30% पेक्षा जास्त आहे, आणि त्याचा रेंगाळण्याचा प्रतिकार एक्सट्रुडेड ग्रेफाइटच्या 3 ते 5 पट आहे, ज्यामुळे ते वारंवार थर्मल सायकलच्या अधीन असलेल्या व्हॅक्यूम भट्टीसाठी एक आदर्श सामग्री बनते.
ग्रेफाइट घटक निवडीसाठी आंधळेपणाने उच्च-अंत सामग्रीचा पाठपुरावा करण्याची आवश्यकता नाही. व्हॅक्यूम फर्नेसच्या कमाल ऑपरेटिंग तापमानावर आधारित अचूक सामग्रीची निवड केवळ खर्चावर नियंत्रण ठेवू शकत नाही तर घटकांची टिकाऊपणा देखील सुनिश्चित करू शकते, जास्तीत जास्त किमतीची कार्यक्षमता प्राप्त करू शकते.
ऑपरेटिंग तापमान 1600 ℃ खाली आहे:सामान्य उच्च-शुद्धता ग्रेफाइट मूलभूत अनुप्रयोग आवश्यकता पूर्ण करण्यासाठी वापरले जाऊ शकते.
ऑपरेटिंग तापमान 1600℃ ते 2000℃:उच्च-शुद्धता सूक्ष्म-दाणेआयसोस्टॅटिक ग्रेफाइटही योग्य निवड आहे, जी टिकाऊपणा आणि खर्चाची कार्यक्षमता संतुलित करते.
ऑपरेटिंग तापमान 2000 ℃ पेक्षा जास्त आहे:कठोर उच्च-तापमान ऑपरेटिंग परिस्थितीत स्थिर कामगिरी सुनिश्चित करण्यासाठी आयसोस्टॅटिक ग्रेफाइट, पायरोलाइटिक ग्रेफाइट किंवा C/C कंपोझिट निवडले पाहिजेत.
ग्रेफाइट घटकांवर योग्य पृष्ठभाग उपचार लागू करणे त्यांना "संरक्षणात्मक ढाल" जोडण्यासारखे आहे, जे ऑक्सिडेशन आणि मध्यम धूप प्रभावीपणे प्रतिकार करू शकते आणि त्यांचे सेवा आयुष्य मोठ्या प्रमाणात वाढवू शकते. ग्रेफाइट घटकांसाठी खालील अनेक सामान्य पृष्ठभाग उपचार पद्धती आहेत:
एकसमान आणि दाटCVD SiC कोटिंगग्रेफाइट घटकांच्या ऑक्सिडेशन प्रतिरोधक तापमानात लक्षणीय वाढ करू शकते आणि व्हॅक्यूम भट्टीच्या बहुतेक ग्रेफाइट घटकांसाठी योग्य आहे जसे कीहीटर्स, क्रूसिबलआणि इन्सुलेशन सिलिंडर. हे कोटिंग ऑपरेटिंग वातावरणात ऑक्सिजन, क्लोरीन आणि सिलिकॉन वाष्प यांसारख्या रासायनिक वायूंच्या क्षरणास प्रभावीपणे प्रतिकार करू शकते.
CVD SiC कोटिंगच्या तुलनेत,टँटलम कार्बाइड लेपउत्तम गंज प्रतिकार आणि उच्च तापमान प्रतिरोधक क्षमता आहे, आणि अति-उच्च तापमान आणि अत्यंत रासायनिक गंज वातावरण, जसे की सिलिकॉन कार्बाइड क्रिस्टल ग्रोथ फर्नेसच्या कठोर अनुप्रयोग परिस्थितीचा सामना करू शकतो.
काही लोड-बेअरिंग ग्रेफाइट घटक आणि C/C कंपोझिटसाठी सिलिकॉन घुसखोरी उपचाराची शिफारस केली जाते. उपचारानंतर, घटकांचा कडकपणा, पोशाख प्रतिरोध आणि रेंगाळण्याची प्रतिकारशक्ती मोठ्या प्रमाणात सुधारली जाईल. ग्रेफाइट घटकांच्या पृष्ठभागावरील छिद्रे भरण्यासाठी, आउटगॅसिंग कमी करण्यासाठी आणि हवा घट्टपणा सुधारण्यासाठी रेझिन गर्भाधान किंवा पायरोलाइटिक कार्बन उपचार देखील स्वीकारले जाऊ शकतात.