Fogo de vácuo molde de grafitoÉ um molde especial dedicado ao processo de moldagem, sinterização ou tratamento térmico em ambientes de alta temperatura de vácuo ou atmosfera inerte, amplamente utilizado no processo de fabricação de materiais avançados como ligas duras, metalurgia em pó, cerâmica, semicondutores, compostos de carbono / carbono e ligas de alta temperatura. Sua principal vantagem é a excelente estabilidade em alta temperatura, boa condutividade térmica e elétrica, baixo coeficiente de expansão térmica e excelente resistência a choques térmicos, permitindo que ele trabalhe estável a longo prazo em condições extremas acima de 2000 ° C.

Os moldes de grafite são geralmente feitos de grafite isostático de alta pureza, alta densidade e alta resistência (como ISO 80, série Morgan SGL) ou processamento de grafite moldado, com uma microestrutura densa e uniforme que pode reduzir eficazmente o efeito da volatilidade das impurezas na pureza do produto. No forno a vácuo, o molde de grafito não é apenas usado como um material de suporte para a câmara de moldagem, mas também muitas vezes como um elemento de aquecimento ou isolamento térmico para obter uma distribuição eficiente e uniforme do campo térmico. Por exemplo, na sinterização por pressão térmica de liga dura, o molde de grafite é colocado em um ambiente de vácuo junto com a amostra para completar a densificação a alta temperatura e pressão; Durante o crescimento de silício monocristalino ou a carbonização de pré-fabricados de fibra de carbono, o molde de grafito fornece restrições geométricas precisas e caminhos de condução térmica.

　　Fogo de vácuo molde de grafitoÉ amplamente utilizado como equipamento de processo principal em várias áreas industriais, com aplicações específicas como as seguintes:

I. Área de sinterização a alta temperatura e tratamento térmico

Metalurgia em pó e sinterização de ligas duras

O molde de grafite pode suportar temperaturas superiores a 2000 ° C e é usado no forno de pressão térmica a vácuo para pressionar produtos metalúrgicos em pó (como liga de tungstênio, liga de titânio) e liga dura (como ferramentas, moldes) para garantir a densidade do material e a precisão do tamanho.

Aplicação típica: o molde de sinterização de liga dura precisa ser sinterizado sob pressão a 1450 ℃, o molde de grafite é aquecido uniformemente por alta condutividade térmica, enquanto sua auto-lubrificação reduz a resistência à desmoldagem e melhora a taxa de produção acabada.

Cerâmica e fabricação de vidro

Na sinterização de cerâmica, o molde de grafito funciona como placa de queima ou molde de moldagem, usando seu baixo coeficiente de expansão térmica para evitar rachaduras e garantir a limpeza da superfície do produto.

Na fabricação de vidro, o molde de grafite é usado para produzir tubos de vidro, tubos dobrados, garrafas moldadas, etc., sua resistência ao impacto térmico e inercia química evitam a poluição dos componentes de vidro e a alta estabilidade dimensional.

Processo de tratamento térmico a vácuo

O molde de grafite é usado como suporte ou fixação para processamentos de endurecimento a vácuo, endurecimento e outros, apoiando peças metálicas e conduzindo calor uniformemente para evitar deformações.

Caso típico: o tratamento térmico a vácuo de peças aeroespaciais requer um controle rigoroso da uniformidade da temperatura e o molde de grafite aumenta a eficiência da condução térmica através de projetos otimizados, como estruturas celulares.

Semicondutores e Indústria Eletrônica

Crescimento e processamento de silício monocristalino

O crucel de grafite é usado em fornos de crescimento de silício monocristalino e precisa satisfazer a pureza ultra-alta (impurezas metálicas < 10 ppm) e a baixa quantidade de cinzas (< 0,1%) para evitar que as impurezas poluem os cristais de silício.

O molde de grafite também é usado para apoiar e posicionar processos como corte de folhas de silício, polimento e outros, para garantir a precisão do processamento.

Embalagem e teste de dispositivos eletrônicos

O molde de grafite é usado como material termofundido para embalagens de refrigeração de componentes eletrônicos e sua alta condutividade térmica (> 100 W / m · K) exporta calor eficazmente e prolonga a vida útil do dispositivo.

Na fabricação de dispositivos eletrônicos a vácuo (por exemplo, tubos de onda linear, magnetrônicos), os moldes de grafite são usados ​​para moldar e sinterizar componentes de precisão para garantir a estabilidade do desempenho elétrico.

Área das novas energias e materiais

Sinterização de materiais negativos de bateria de lítio

Os moldes de grafito são usados ​​para sinterização a vácuo de materiais negativos de baterias de lítio (por exemplo, grafito, compostos de carbono de silício), a sua estabilidade química evita a reação com o material, ao mesmo tempo que a alta condutividade térmica abrevia o ciclo de sinterização.

Requisitos típicos: o molde deve suportar altas temperaturas de 1200 ° C e a rugosidade da superfície Ra < 1,6 μm para evitar a adesão do material.

Processamento de fibras de carbono e compostos

No tratamento de grafitação de materiais isolantes de fibra de carbono e compostos de carbono, o molde de grafite como aquecedor ou estrutura de suporte precisa trabalhar estável a longo prazo a 2600-3000 ° C.

Por exemplo: no forno de grafito a vácuo horizontal, o molde de grafito é usado para o tratamento a alta temperatura de papel de carbono, grafeno e outros materiais, e sua alta pureza (> 99,99%) evita a introdução de impurezas.

Aeroespacial e fabricação de alta D

Modelagem de ligas de alta temperatura e de titânio

Os moldes de grafite são usados ​​para fundição de precisão a vácuo de peças de ligas de alta temperatura, como lâminas de motores aeroespaciais, discos de turbinas, e sua resistência a altas temperaturas e baixo coeficiente de expansão térmica garantem a precisão do tamanho da peça.

Caso típico: o molde de fundição de liga de titânio precisa suportar a corrosão de fusão de silício de 1600 ℃, e o molde de grafite aumenta a vida antioxidante através da tecnologia de revestimento de superfície, como revestimento de SiC.

Sistemas e componentes de proteção térmica

Os compostos de grafite são usados ​​em sistemas de proteção térmica de naves espaciais, como superfícies de reentro, com suas propriedades leves e resistentes que reduzem o peso, ao mesmo tempo que resistem a altas temperaturas contra fluxos de calor de atrito atmosférico.

Os moldes de grafite também são usados ​​para fabricar componentes críticos como bocas de motores de foguetes, câmaras de combustão e outros, para atender aos requisitos de alta pressão (≥50 MPa) e gradiente de temperatura polar d (ΔT > 500 ° C / min).

Indústria química e metalurgia

Aplicações ambientais de meios corrosivos

Os moldes de grafite são usados ​​em equipamentos químicos para fabricar reatores, trocadores de calor, etc., e sua resistência à corrosão (taxa de corrosão < 0,1 mm / ano) se adapta a ambientes difíceis como metais fundidos (como alumínio líquido), gases ácidos (como Cl₂).

Aplicação típica: placas de grafite são usadas ​​em fornos de redução de silicio policristalino na indústria fotovoltaica, que exigem uma alta permeabilidade de gás (porosidade de 15-20%) para transportar o gás uniformemente.

Fundição contínua de metais não coloridos

Como molde de fundição contínua ou semi-contínua de metais não ferrosos como cobre, alumínio e outros, a condutividade térmica e a auto-lubrificação melhoram a qualidade do lingote de fundição (superfície lisa, cristalização uniforme), reduzindo o margem de processamento posterior.

Por exemplo, no método de fundição contínua vertical, o molde de grafite aumenta a eficiência de produção de lingotes de liga de cobre em 30% e reduz a taxa de resíduos em 15%.