Ποιες είναι οι διαφορές μεταξύ του ισοτροπικού γραφίτη και του πυριλεοποιημένου γραφίτη;

1. Ιδιότητες υλικού και διαρθρωτικές διαφορές

✔ Ισοτροπικός γραφίτης:

●  Ισοτροπική συμπεριφορά: Ομοιόμορφες φυσικές ιδιότητες (π.χ. θερμική/ηλεκτρική αγωγιμότητα, μηχανική αντοχή) και στις τρεις διαστάσεις (x, y, z), χωρίς κατεύθυνση εξάρτησης.

●  Υψηλή καθαρότητα και θερμική σταθερότητα: Κατασκευασμένα μέσω προηγμένων διεργασιών όπως ισοστατική πίεση, προσφέροντας εξαιρετικά χαμηλά επίπεδα ακαθαρσιών (περιεκτικότητα σε τέφρα σε κλίμακα PPM) και ενισχυμένη αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες (έως 2000 ° C+).

●  Δυνατότητα ακρίβειας: Εύκολα κατασκευασμένες σε πολύπλοκες γεωμετρίες, ιδανικές για εξαρτήματα επεξεργασίας πλακιδίων ημιαγωγών (π.χ. θερμαντήρες, μονωτήρες).

Φυσικές ιδιότητες του ισοστατικού γραφίτη
Ιδιοκτησία	Μονάδα	Τυπική αξία
Χύδην πυκνότητα	g/cm3	1.83
Σκληρότητα	HSD	58
Ηλεκτρική αντίσταση	μΩ.m	10
Κάμψη	MPA	47
Δύναμη συμπίεσης	MPA	103
Αντοχή σε εφελκυσμό	MPA	31
Μέρο του Young	ΣΔΠ	11.8
Θερμική επέκταση (CTE)	10-6K-1	4.6
Θερμική αγωγιμότητα	W · m-1· Κ-1	130
Μέσο μέγεθος κόκκων	μm	8-10
Αραιότητα της ύλης	%	10
Περιεκτικότητα σε τέφρα	ppm	≤5 (μετά τον καθαρισμό)

✔ Γραφίτης:

● Έγχυση πυριτίου: Εμπλουτισμένο με πυρίτιο για να σχηματίσει ένα σύνθετο στρώμα καρβιδίου πυριτίου (SIC), βελτιώνοντας σημαντικά την αντοχή της οξείδωσης και την ανθεκτικότητα της διάβρωσης σε ακραία περιβάλλοντα.

● Πιθανή ανισοτροπία: Μπορεί να διατηρήσει ορισμένες κατευθυντικές ιδιότητες από τον γραφίτη βάσης, ανάλογα με τη διαδικασία πυριτίου.

● Προσαρμοσμένη αγωγιμότητα: Μειωμένη ηλεκτρική αγωγιμότητα σε σύγκριση μεγραφίτηςαλλά ενισχυμένη ανθεκτικότητα σε σκληρές συνθήκες.

Κύριες παράμετροι του πυριτικού γραφίτη
Ιδιοκτησία	Τυπική αξία
Πυκνότητα	2.4-2.9 G/cm3
Αραιότητα της ύλης	<0,5%
Δύναμη συμπίεσης	> 400 MPA
Κάμψη	> 120 MPA
Θερμική αγωγιμότητα	120 w/mk
Συντελεστής θερμικής διαστολής	4,5 × 10-6
Ελαστικό μέτρο	120 GPA
Αντοχή επιπτώσεων	1,9kJ/m²
Τριβή με λίπανση νερού	0.005
Συντελεστής ξηρού τριβής	0.05
Χημική σταθερότητα	Διάφορα άλατα, οργανικοί διαλύτες, Ισχυρά οξέα (HF, HCL, H₂SO4, Hno₃)
Μακροπρόθεσμη σταθερή θερμοκρασία χρήσης	800 ℃ (ατμόσφαιρα οξείδωσης) 2300 ℃ (ατμόσφαιρα αδρανής ή κενού)
Ηλεκτρική αντίσταση	120*10-6Ωm

2. Σενάρια εφαρμογής

●  Κατασκευή ημιαγωγών: Σταυροειδή και θέρμανση σε μονο-κρυστάλλινους φούρνους ανάπτυξης πυριτίου, αξιοποιώντας την καθαρότητα και την ομοιόμορφη θερμική κατανομή.

●  Ηλιακή ενέργεια: Συστατικά θερμομόνωσης στη φωτοβολταϊκή παραγωγή κυττάρων (π.χ. εξαρτήματα φούρνου κενού).

●  Πυρηνική τεχνολογία: Συντονιστές ή δομικά υλικά σε αντιδραστήρες λόγω αντίστασης ακτινοβολίας και θερμικής σταθερότητας.

●  Εργαλεία ακριβείας: Καλούπια για μεταλλουργία σε σκόνη, επωφελείται από την ακρίβεια υψηλής διαστάσεων.

●  Περιβάλλοντα οξείδωσης υψηλής θερμοκρασίας: Αεροδιαστημικά εξαρτήματα κινητήρα, επενδύσεις βιομηχανικών κλιβάνων και άλλες πλούσιες σε οξυγόνο, υψηλής θερμοκρασίας εφαρμογές.

●  Διαβρωτικά μέσα: Ηλεκτρόδια ή σφραγίδες σε χημικούς αντιδραστήρες που εκτίθενται σε οξέα/αλκαλικά.

●  Τεχνολογία μπαταριών: Πειραματική χρήση σε ανόδους μπαταρίας ιόντων λιθίου για τη βελτίωση της παρεμβολής ιόντων λιθίου (ακόμα R & D-εστιασμένη).

●  Εξοπλισμός ημιαγωγών: Ηλεκτρόδια στα εργαλεία χάραξης πλάσματος, συνδυάζοντας την αγωγιμότητα με την αντίσταση στη διάβρωση.

3. Πλεονεκτήματα και περιορισμοί απόδοσης

✔ ισοτροπικός γραφίτης

Πλεονεκτήματα:

●  Ομοιόμορφη απόδοση: Εξαλείφει τους κινδύνους για την αποτυχία κατεύθυνσης (π.χ. ρωγμές θερμικής τάσης).

●  Εξαιρετικά υψηλή καθαρότητα: Αποτρέπει τη μόλυνση σε ευαίσθητες διαδικασίες όπως η κατασκευή ημιαγωγών.

●  Θερμική αντοχή σε σοκ: Σταθερό υπό κύκλους ταχείας θερμοκρασίας (π.χ. αντιδραστήρες CVD).

Περιορισμοί: 

● υψηλότερο κόστος παραγωγής και αυστηρές απαιτήσεις κατεργασίας.

✔ Δυικοποιημένο γραφίτη

Πλεονεκτήματα:

●  Αντίσταση οξείδωσης: Το στρώμα SIC μπλοκάρει τη διάχυση του οξυγόνου, επεκτείνοντας τη διάρκεια ζωής σε οξειδωτικά περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας.

●  Ενισχυμένη ανθεκτικότητα: Βελτιωμένη σκληρότητα επιφάνειας και αντίσταση στη φθορά.

●  Χημική αδράνεια: Ανώτερη αντίσταση στα διαβρωτικά μέσα έναντι του τυπικού γραφίτη.

Περιορισμοί: 

●  Μειωμένη ηλεκτρική αγωγιμότητα και υψηλότερη πολυπλοκότητα κατασκευής.

4. Περίληψη

✔ Ισοτροπικός γραφίτης: 

Κυριαρχεί στις εφαρμογές που απαιτούν ομοιομορφία και καθαρότητα (ημιαγωγοί, πυρηνική τεχνολογία).

✔ Γραφίτης: 

Εξαρτάται σε ακραίες συνθήκες (αεροδιαστημική, χημική επεξεργασία) λόγω ανθεκτικότητας με πυρίτιο.