Specifikacije grafitnih sirovina

Grafit visoke{0}}će čistoće se općenito odnosi na grafit sa sadržajem ugljika većim od 99,99%. Njegova organizaciona struktura se može podijeliti u tri kategorije: grubo-zrnasta struktura, fino-zrnasta struktura i ultra-fino-zrnasta struktura. Grafit visoke{8}}će čistoće se široko koristi u pećima sa monokristalnim silicijumom Czochralski-. Osnovni materijal integrisanih kola su uglavnom silicijumski jednokristalni -čipovi. Trenutno, proces rasta silicijum monokristala uglavnom usvaja Czochralski (CZ) metodu. Ostale metode uključuju metodu Czochralskog magnetnog polja (MCZ), metodu zona (FZ) i metodu izvlačenja kristala sa dvostrukim loncem. Czochralski monokristalni silicij{15} koji se koristi u globalnoj elektronskoj industriji čini oko 80% ukupne potrošnje monokristalnog silicijuma. Dijelovi grafita u pećima sa monokristalnim silicijumom Czochralski-su potrošni materijal. Grafitni materijali-visoke čistoće se koriste za obradu sistema grijanja Czochralski monokristalnih silicijumskih peći.

Još jedna važna upotreba grafita visoke -čistoće je prerada u različite vrste lonaca za proizvodnju rijetkih metala ili metala visoke -metale i nemetalnih materijala-. Grafitna elektroda za spektralnu analizu je takođe vrsta grafita visoke -čistoće, koja se može koristiti za spektrohemijsku analizu svih elemenata osim ugljenika. Grafitna elektroda za spektralnu analizu formira se metodom ekstruzije. Sadržaj elementa nečistoće u gotovom proizvodu ne smije biti veći od 6*10-5. Prilikom pripreme standardnih uzoraka za spektralnu analizu i hvatanja nečistoća hemijskim metodama, mora se koristiti spektralno čisti prah ugljenika ili spektralno čisti grafitni prah. Zahtjevi za sadržaj nečistoća ova dva materijala visoke{16}}istoće su 6*10-5; u nekim primenama, sadržaj ugljenika treba da dostigne 99,9995%, a ukupan sadržaj pepela je manji od 5*10-6. Postoje tri metode oblikovanja za grafit visoke čistoće: ekstruzijsko prešanje, kompresijsko prešanje i izostatičko prešanje.

Grafit je jedan od materijala za usporavanje i reflektirajućih materijala koji se koriste u izgradnji nuklearnih reaktora. Rani reaktori su svi bili grafitne gomile. Grafit za nuklearne reaktore koji se koristi kao konstrukcijski materijal je mnogo stroži i skuplji od grafitnih elektroda u smislu odabira sirovina, kontrole procesa i kontrole gotovog proizvoda. Grafit za nuklearne reaktore mora imati sljedeća svojstva: malu apsorpciju sporih neutrona, dobru otpornost na visoke-temperature, visoku otpornost na termički udar, dobre performanse usporavanja brzih neutrona, stabilnu veličinu pod zračenjem i minimalan sadržaj nečistoća. Sadržaj elemenata kao što su bor i kadmijum koji lako apsorbuju neutrone mora biti strogo kontrolisan.

Nuklearni grafit mora imati veću zapreminsku gustinu M jer se efekat usporavanja grafita na brze neutrone postiže sudarom brzih neutrona sa atomima ugljenika. Što je više atoma ugljika u jedinici volumena, to je bolji učinak. Stoga je volumna gustina jedan od glavnih pokazatelja nuklearnog grafita. Zapreminska gustina je također direktno povezana s poroznošću i propusnošću grafita. Da bi se izbjegao gubitak nuklearnog goriva i nosača topline, poroznost i propusnost moraju se smanjiti na određeni nivo. Mehanička čvrstoća grafita je također povezana s njegovom zapreminskom gustinom. Generalno, zapreminska gustina grafita jezgra koji se koristi u grafitnim naslagama je 1,7-1,75 g/cm³.

Nuklearni reaktori koji se koriste za proizvodnju električne energije su trenutno uglavnom vodeni reaktori pod pritiskom koji ne zahtijevaju grafit, ali stručnjaci predviđaju da reaktori hlađeni plinom-na visokim temperaturama{1}} imaju velike izglede za razvoj. Reaktori sa hlađenjem na visokim{3}}višotemperaturnim plinom- zahtijevaju veliku količinu naprednih grafitnih materijala. 9 U reaktorima sa hlađenjem na visokim-gasnim- reaktorima, budući da se helijum koristi kao rashladno sredstvo, ugljični i keramički materijali se koriste kao materijali za oblaganje goriva, a grafit ili materijali od karbona i jezgra se koriste kao karbonatni materijali Visokotemperaturni-gasovi blizu -5 mogu se izvoziti iz reaktora za upotrebu kao energija.

Iako međunarodnu definiciju izotropnog grafita treba dodatno razjasniti, općenito se mjere određeni pokazatelji fizičkih performansi u smjeru prečnika i dužine proizvoda i izračunavaju se njihovi omjeri. Neki se izražavaju omjerom koeficijenata toplinskog širenja, a jednostavniji omjerom otpornosti. Omjer anizotropije je u rasponu od 1,0~1,1, što se naziva izotropnim proizvodima, a kada prelazi 1,1, naziva se anizotropnim proizvodima. Osim općeg naftnog koksa, izotropni grafit također koristi modificirani smolni koks, prirodni smolni koks, oksidirani naftni koks, nekalcinirani sirovi naftni koks, prirodni grafit itd.