Yuqori darajadagi{0}}sanoatda-ixtiyoriy tanlov bo‘lganligi sababli, yuqori-tozalikdagi grafitning mustahkamligini e’tibordan chetda qoldirib bo‘lmaydi. O'zining mukammal moylash xususiyatlari, yuqori quvvati, yaxshi elektr o'tkazuvchanligi, kislota va ishqorlarga chidamliligi, korroziyaga chidamliligi, yuqori haroratga chidamliligi, kichik kengayish koeffitsienti, mukammal kimyoviy barqarorligi, yuqori muhrlanish ko'rsatkichlari, bir xil va zich tuzilishi bilan u elektr, metallurgiya, milliy mudofaa va aviatsiya kabi sohalarda mustahkam o'rin egallaydi. Bundan tashqari, u uchinchi avlod yarimo'tkazgichlar, atom sanoati va fotovoltaika kabi rivojlanayotgan sohalarda asosiy o'rinni egallaydi va texnologik taraqqiyotning "asosiy qismi" sifatida qaralishi mumkin.
Ikki tug'ilish yo'li: tabiiy va sun'iy "tozalash yo'li"
Xom ashyo va tayyorlash usullariga koʻra yuqori{0}}tozalikdagi grafitni tabiiy yuqori{1}}tozalikdagi grafit va sunʼiy yuqori{2}}tozalikdagi grafitlarga boʻlish mumkin. Yuqori{4}}tozalikdagi tabiiy grafit oʻzining ajoyib elektr oʻtkazuvchanligi va issiqlik oʻtkazuvchanligi tufayli turli sohalarda keng qoʻllaniladi, masalan, oʻtga chidamli materiallar, zangga qarshi qoplamalar, uglerod elektrodlari, generatorlar, moylash materiallari va yadro sanoatidagi himoya materiallarida. Boshqa tomondan, sun'iy yuqori{7}}tozalikdagi grafit bir xil morfologiyasi va zarracha hajmining taqsimlanishi tufayli oldindan pishirilgan anodlar, maxsus grafit va yadro sanoatida qo'llaniladi.
Tabiiy grafitdan yuqori-tozalikdagi grafit ishlab chiqarish ko‘pincha grafit rudasini tozalash uchun flotatsiya usulini qo‘llashni, so‘ngra flotatsion kontsentratni yanada tozalash uchun ishqor{1}}kislota usulini yoki vodorod ftorid usulini qo‘llashni va nihoyat yuqori{2}}tozalikdagi yoki yuqori haroratli grafitli mahsulotlarni-yuqori{4}{4}}{4}}tozalash usulini qo‘llashni o‘z ichiga oladi. xlorlash usullari. Biroq, sun'iy yuqori{6}}tozalikdagi grafit odatda xom ashyoni dastlab qayta ishlash va keyin ularni grafitlash va tozalash uchun maxsus mo'ljallangan yuqori{7}}temperaturali reaksiya pechiga joylashtirish orqali olinadi. Asosiy jarayon - neft koksi va asfalt-koksni grafitlash uchun pechning o'ta yuqori haroratidan foydalanish va aralashmalar bilan reaksiyaga kirishish uchun halogen gazlarni kiritish, ularning bug'lanishi va uchib ketishiga olib keladi va shu bilan yuqori-tozalikdagi grafit oladi.
Yuqori{0}}tozalikdagi tabiiy grafit yoki yuqori-soflikdagi sun’iy grafit ishlab chiqarish bo‘ladimi, xomashyo sifatiga qat’iy talablar qo‘yiladi. Tabiiy grafitdan yuqori-tozalikdagi grafit talablariga erishish uchun faqat yuqori{4}}harorat usuli ishlab chiqarish ehtiyojlarini qondira oladi. Biroq, yuqori{6}}harorat usuli yuqori energiya sarfi va asbob-uskunalar uchun yuqori talablarga ega, shuning uchun u xom ashyo sifatiga ham ma'lum talablarga ega. Odatda, u tozalash uchun boshqa tozalash usullari orqali olingan 99% tozalikdagi grafit mahsulotlaridan foydalanadi va natijada 99,99% yuqori{10}}tozalikdagi grafit talabiga erishadi. Sun'iy yuqori{12}}tozalikdagi grafit uchun ishlab chiqarish uchun ko'pincha yuqori sifatli neft koksi va asfalt koksi tanlanadi. Neft koksining kul miqdori 0,5% dan kam bo'lishi kerak va odatda ishlab chiqarish uchun faqat past-oltingugurtli neft koksidan foydalaniladi. Shuning uchun neft koksining oltingugurt miqdori 0,5% dan past.
“Yuqori-sohada yorqin porlash”: Yuqori-tozalikdagi grafitning qo‘llanilishi
Xom ashyo sifatida yuqori{0}}tozalikdagi grafitdan foydalanadigan tarmoqlar asosan yarimoʻtkazgichlar, fotovoltaiklar, grafen va yadroviy grafit kabi yuqori{1}}texnologik sohalarga eʼtibor qaratadi.
Uchinchi{0}}avlod yarimo‘tkazgich materiallari
Yarimo'tkazgich sanoatida grafit mahsulotlari kristall o'stirish pechlari, karbonlashtirish pechlari va grafitlash pechlari kabi yuqori-haroratli issiqlik bilan ishlov berish uskunalarida keng qo'llaniladi. Uchinchi avlod yarimo‘tkazgichli kremniy karbidida ishlatiladigan yuqori-tozalikdagi grafit mahsulotlariga kristall o‘sishi uchun grafit tigellar, grafit isitgichlar va grafit kukunlari va boshqalar kiradi. Bu mahsulotlarning tozaligi kremniy karbid kristallarining sifatini hal qiluvchi rol o‘ynaydi.
Hozirgi vaqtda ko'pchilik korxonalar kremniy karbid monokristallarini ishlab chiqarishda jismoniy bug' tashish usulidan foydalanadilar. Bu usulda kremniy karbid kukuni grafit tigelning pastki qismiga, kremniy karbid urug‘i kristalli esa grafit tigelning yuqori qismiga joylashtiriladi. Keyin grafit tigel kremniy karbid sublimatsiya haroratiga yetguncha isitiladi. Keyinchalik, silikon karbid kukuni asta-sekin Si bug'i, Si2C va SiC2 kabi gazsimon moddalarga parchalanadi. Bu moddalar asta-sekin eksenel harorat gradienti ostida tigel tepasiga sublimatsiyalanadi va tigel tepasida SiC urug'i kristalining yuzasida kondensatsiyalanadi va shu bilan kremniy karbid monokristallarini oladi.
Yadroviy grafit
Yadroviy{0}}yuqori{1}}tozalikdagi grafit yadro energetikasida keng qoʻllaniladigan materialdir. ning yadrosiga-yadroviy darajadagi grafit materiallari qo'llaniladi
quvurlar, yonilg'i elementlari va tayanch komponentlar kabi yuqori-haroratli gaz-sovutiladigan reaktorlar.
Yadroviy grafit-tozaligi yuqori-boʻlishi kerak. Yuqori-tozalikdagi grafit asosan agregatlar, biriktiruvchi va emdiruvchi moddalardan iborat. Agregatlar, asosan, igna shaklidagi neft koksi-va asfalt koksidan iborat. Yadroviy{7}}yuqori{8}}tozalikdagi grafit mikroelementlarni nazorat qilish uchun nisbatan qattiq talablarga ega. Havo o'tkazmaydigan holatda, u tozalash, iflosliklarni olib tashlash va galogenlar va past erish nuqtasi-va{12}}metallar kabi iz elementlarning tarkibini kamaytirish uchun uzoq muddatli{10}}yuqori{11}}temperaturali kalsinatsiyadan o'tadi. Yadroviy{15}}yuqori{16}}tozalikdagi grafitni karbonlashtirishda izostatik presslash jarayoni qo‘llaniladi. Materiallar elastik korpus qolipiga joylashtiriladi, mahkam yopiladi va keyin vakuum muhitini saqlab qolish uchun havo chiqariladi. Kalıp izostatik gidravlik tsilindrga joylashtiriladi va izotrop suyuqlik qolipga bir xil bosim o'tkazib, bosimni uglerod materialiga o'tkazib, xom ashyoning zich bo'lishiga olib keladi.
Fotovoltaik maydon
Fotovoltaik sanoatda, ayniqsa quyosh xujayralari uchun elektrod materiali sifatida grafit keng qo'llanilishiga ega. Uning mukammal o'tkazuvchanligi va kimyoviy barqarorligi uni quyosh batareyalarining elektrodlarini ishlab chiqarish uchun ideal materialga aylantiradi. Bundan tashqari, kremniyli monokristalli materiallarni tayyorlash uchun-pull tipidagi kremniy monokristalli o'stirish pechi asosiy uskuna hisoblanadi. Yagona kristalli pechning isitish tizimi asosan yuqori-tozalikdagi grafit isitgichlar, kvarts tigellar, grafit tigellar va izolyatsiya materiallari va boshqalarni o'z ichiga oladi. Grafitli isitgichga to'g'ridan-to'g'ri elektr tokini qo'llash orqali polikristalli kremniy xom ashyosini eritish uchun termal manba taqdim etiladi. Isitgichning quvvati quvvat manbaining kuchlanishi yoki oqimi orqali sozlanishi mumkin. Isitgich tomonidan chiqarilgan issiqlik izolyatsiya tizimi tomonidan izolyatsiya qilinadi, bu silikon monokristallarning o'sishi uchun mos bo'lgan termal maydon muhitini yaratishi mumkin.
Grafen
Grafen hozirda dunyodagi eng yupqa nanomaterial bo'lib, yuqori kimyoviy barqarorlik va issiqlik barqarorligi, shuningdek, mukammal mexanik va elektr xususiyatlariga ega. U keng qo'llash istiqbollariga ega. Grafenni tayyorlash uchun asosiy xom ashyo yuqori-tozalikdagi grafitdir.
Boshqalar
Eng qiyin aerokosmik sohada yuqori-tozalikdagi grafit hali ham juda yaxshi ishlaydi. U raketa dvigatellari dumlarining nozullarida, atom reaktorlarining neytron moderatorida, raketalarning issiqlik izolatsiyasi va issiqlikka chidamli materiallarida, hatto sun'iy sun'iy yo'ldoshlardagi radioaloqa va o'tkazuvchan konstruktiv materiallarda ham yuqori-tozalikdagi grafit mavjudligi bilan ajralib turadi.
