Graphite-Materials şirket logosu
Graphite-Materials şirket logosu

Özelleştirilmiş çözümler için ideal

Karbon - tek element, birçok varyant

Graphite Materials olarak her zaman müşterilerimiz için en iyi çözümü geliştirmeyi hedefliyoruz. Bunun önemli bir bileşeni, ilgili gereksinim için optimum malzemenin seçilmesidir. Grafit Çalışanlarımız doğru nitelikleri seçmenizde size destek olmaktan mutluluk duyacaktır.

Grafit

Elmas ile birlikte grafit, karbon (C) kimyasal elementinin doğal modifikasyonlarından biridir ve tipik altıgen kristal yapısı ile karakterize edilir. Doğal grafitin yanı sıra, özel üretim süreçleri kullanılarak üretilen ve çok sayıda endüstriyel uygulamada kullanılan sentetik çeşitleri de vardır.

Sentetik grafit, karbonların (örn. kok) koklaştırılması ve ardından grafitleştirilmesiyle üretilir. Kaba taneli kok öğütülür ve bağlayıcılarla (örneğin zift) karıştırılır. Malzeme ekstrüzyon, titreşimli sıkıştırma veya izostatik presleme gibi işlemler kullanılarak kalıplanır. Malzeme karakteristik altıgen kristal yapıya sahiptir.

Kalıplama süreçleri farklı grafit türlerinin özelliklerini belirler:

Ekstrüde grafit
Ekstrüzyon işlemi kullanılarak yuvarlak veya kare şekillerde kalıplanır. Maksimum tane boyutu 0,8 mm’dir ve malzeme özellikleri yöne bağlıdır (anizotropik).

Titreşimle sıkıştırılmış grafit
Yuvarlak veya dikdörtgen şekiller titreşim ve tek eksenli basınç ile üretilir. Tane boyutu 0,3-0,5 mm’dir ve özellikler büyük ölçüde yönden bağımsızdır (izotropik).

İzostatik grafit (izo-grafit)
Özellikle ince taneli bir tozdan (15-30 µm) soğuk izostatik preste (CIP) sıkıştırılır. Bu yöntem, yüksek eğilme mukavemetine (yaklaşık 50 MPa) ve yüksek saflık derecesine sahip izotropik bir özellik profili üretir.

Sentetik grafitin tüm çeşitleri temel özellikleri paylaşır:

  • Yüksek termal ve elektriksel İLETKENLİK
  • Üstün termal ve kimyasal direnç DİRENÇ
  • Yüksek Termal şok direnci
  • Orta eğilme dayanımı ekstrüde ve titreşimle sıkıştırılmış grafit için (~20 MPa)
  • Daha yüksek eğilme dayanımı izo-grafit ile (~50 MPa)
Çok yönlü özellikleri sentetik grafiti özellikle fırın yapımı metalurji ve cam, seramik ve yarı iletken üretimi gibi çok sayıda endüstriyel uygulama için ideal hale getirmektedir. Fırın yapısı
  • Dirençli ısıtıcılar
  • Destek kirişi
  • Bağlantı köprüleri
  • Güç bağlantıları
Metalurji
  • Eritme işlemleri için pota
  • Sürekli döküm kalıpları
Cam ve seramik endüstrisi Yarı iletken ve LED üretimi
  • Hassas prosesler için yüksek saflıkta bileşenler
Grafit Malzemeler Malzemeler Grafit
Grafit Malzemeler Malzemeler CFC Bağlantı Elemanları

CFC

Karbon elyaf takviyeli karbon (CFC), bir karbon veya grafit matris içine gömülü karbon elyaflardan oluşan yüksek mukavemetli bir kompozit malzemedir. Bu malzeme olağanüstü mekanik özellikler, yüksek sıcaklık direnci ve düşük termal genleşme ile karakterize edilir.

CFC malzemelerinin çeşitliliği, farklı karbon elyaf türlerinden, kumaşlara işlenmesinden ve matris seçiminden kaynaklanmaktadır.

CFC üretimi birkaç aşamada gerçekleşir:

  1. Elyaf üretimi: Karbon fiberler, piroliz yoluyla poliakrilonitril (PAN) gibi organik öncüllerden elde edilir
  2. Matris içine gömme: Kumaş, seçilen reçineler (prepreg) ile emprenye edilir ve kürlenir
  3. Yüksek sıcaklık işlemi: Kürlemeden sonra, nihai karbon yapısını elde etmek için malzeme yüksek sıcaklıklara maruz bırakılır

Kalıplama, levha ve tüpler için elle laminasyon, sıcak presleme veya sarma gibi işlemler kullanılarak gerçekleştirilir. Hassas kalıplanmış parçalar CNC işleme veya diğer mekanik süreçler kullanılarak üretilebilir.

  • Yüksek mukavemet ve sertlik: Mükemmel mukavemet ve sertlik/ağırlık oranı, hafif ve stabil bileşenler için ideal
  • Termal şok direnci: Aşırı sıcaklık değişimlerine dayanır, örneğin çeliklerin ısıl işlemi sırasında
  • Düşük termal genleşme: Önemli sıcaklık değişikliklerinde bile şeklini ve boyutlarını korur
Bu özellik profili, CFC’yi özellikle aşağıdaki gibi yüksek sıcaklık prosesleri için uygun hale getirir
  • Yarı iletken malzemelerin üretimi (örneğin silikon, silikon karbür)
  • Çeliklerin ısıl işlemi (sertleştirme, temperleme, tavlama)
  • Seramik-metal bağlantıların sert lehimlenmesi
  • Sinterleme sert metaller ve teknik seramikler
CFC otomotiv, elektronik, enerji, kimya, havacılık, fırın ve tesis yapımı ve alet yapımı gibi sektörlerde kullanılmaktadır. Tipik uygulamalar arasında şarj sistemleri, yapısal bileşenler ve ısıtma sistemleri yer almaktadır.

Yumuşak keçeler

Karbon ve grafit yumuşak keçeler karbon liflerinden oluşur ve olağanüstü termal, elektriksel ve kimyasal özelliklerle karakterize edilir.

Çok yönlüdürler ve özellikle yüksek sıcaklık ve özel uygulamalar için uygundurlar.

Üretim birkaç adımda gerçekleşir:

  1. Elyaf hazırlama: Poliakrilonitril (PAN), rayon veya zift gibi hammaddeler elyaf haline getirilir ve bir keçeleştirme işleminde değişken genişlik, kalınlık ve uzunlukta ağlar halinde oluşturulur
  2. Ön oksidasyon: Keçeler termal olarak stabilize etmek için ısıtılır.
  3. Karbonizasyon: Oksijensiz bir atmosferde 800-1.600 °C’de karbonlu olmayan bileşenler uzaklaştırılarak karbon keçe oluşturulur
  4. Grafitleştirme: Grafit keçe için karbon keçe 2.000 °C’nin üzerine kadar ısıtılarak grafit benzeri bir yapı oluşturulur
  5. Şekillendirme: Keçe, kesme, iğneleme veya emprenye etme yoluyla istenen boyutlara göre özelleştirilir
  • Termal kararlılık: Karbon keçe 1.400 °C’ye kadar stabildir; grafit keçe koruyucu atmosferlerde 3.000 °C’ye kadar sıcaklıklara dayanır
  • Düşük ısı iletkenliği: Her iki malzeme de ısı kaybını en aza indirir ve düşük yoğunlukları nedeniyle tahliyeleri kolaydır
  • Yüksek saflık: Düşük kül ve sülfür içeriği sayesinde yüksek saflıktaki uygulamalar için idealdir
  • Kimyasal direnç: Agresif ortamlara ve aşındırıcı maddelere karşı dirençli
  • Esneklik ve kalıplanabilirlik: Kolay kesilebilir ve özel gereksinimlere uyarlanabilir
  • Elektriksel iletkenlik: Grafit keçe iyi elektrik iletkenliği sunar
Benzersiz özellikleri, çok sayıda alanda kullanılmasını sağlar:
  • Isı yalıtımı: Yüksek sıcaklık fırınlarında, potalarda ve vakum veya oksijensiz atmosfer altındaki reaktörlerde
  • Enerji depolama: Redoks akış pilleri ve yakıt hücrelerinde elektrot katmanları olarak
  • Yarı iletken endüstrisi: Silisyum ve silisyum karbür tek kristallerinin üretimi için izolasyon malzemesi
  • Kimya endüstrisi: Yüksek saflıkta kimyasal reaktifler veya aşındırıcı sıvılar için filtre malzemesi
Grafit Malzemeler Malzemeler Yumuşak keçe
Grafit Malzemeler Sert keçe malzemeler

Sert keçeler

Sert keçeler, düşük ısı iletkenliği ve yüksek sıcaklık direnci ile karakterize edilen karbon fiberlerden yapılmış boyutsal olarak stabil yalıtım malzemeleridir.

Özellikle oksijensiz ortamlarda ve 800 °C’nin üzerindeki sıcaklıklarda vakumlu ortamlardaki uygulamalar için uygundurlar.

Sert keçe üretimi birkaç aşamada gerçekleşir:

  1. Malzeme karışımı: Elyaf karışımları fenolik reçineler gibi bağlayıcı maddelerle karıştırılır
  2. Presleme: Karışım basınç altında istenilen kalıba preslenir
  3. Yüksek sıcaklıkta işlem: Preslemeden sonra, kalıplanmış gövde 2.200 °C’ye varan sıcaklıklarda ısıl işleme tabi tutularak nihai yapı oluşturulur

Bu bağlayıcı madde liflerin malzemeye güvenilir bir şekilde sabitlenmesini sağlar. Sert keçeler genellikle levha, blok veya silindir olarak üretilir, ancak mekanik işlemlerle diğer geometrilere kalıplanabilir.

için yüzey direncini iyileştirmek Keçeyi mekanik hasarlardan veya kimyasal saldırılardan korumak için grafit kaplamalar, CFC kumaş veya grafit folyo uygulanabilir.

Sert keçeler yumuşak keçelerle birçok özelliği paylaşır, ancak ek avantajlara sahiptir:

  • Termal kararlılık: 3,000°C’ye kadar yüksek sıcaklık uygulamaları için uygundur
    Düşük ısı iletkenliği: Yüksek sıcaklıklarda etkili yalıtım
  • Boyutsal kararlılık: Termal ve mekanik yükler altında bile şeklini korur
  • İşlenebilirlik: İşleme yoluyla kolayca özelleştirilebilir
  • Kompozit yapı: CFC kumaş ve grafit folyo ile kombinasyon, optimize edilmiş yalıtım çözümleri sağlar
Sert keçeler özellikle yüksek sıcaklık proseslerinde kullanılır:
  • Yarı iletken endüstrisi: Silisyum karbür (SiC) tek kristallerin üretimi için vakumlu fırınlarda ısı yalıtımı
  • Toz metalurjisi: Basınçlı sinterleme sert metaller
  • Endüstriyel ısıl işlem: Sertleştirme temperleme, sinterleme ve metallerin lehimlenmesi
  • Fırın teknolojisi: Direnç veya indüksiyon ısıtmalı vakum ve inert gaz fırınları

Grafit folyo

Grafit folyo, aşağıdakilerden yapılmış bir malzemedir doğal grafit doğal grafitten üretilir. Yoğun temizleme işleminden sonra pul şeklindeki hammadde ısıl işleme tabi tutulur ve ardından folyo veya levha haline getirilir.

Bu kalıp sıkıştırması, yöne bağlı özelliklere sahip anizotropik bir yapı oluşturur.

Grafit folyo esnektir, sıkıştırılabilir ve kolayca kesilebilir, delinebilir veya kabartılabilir. Ayrıca, gelişmiş özelliklere sahip kompozit malzemeler oluşturmak için haddeleme veya yapıştırma yoluyla diğer malzemelerle birleştirilebilir.

  • Yüksek termal iletkenlik: Verimli ısı dağılımı, elektronik uygulamalar için ideal
  • Yüksek elektrik iletkenliği: Elektrik ve elektronik uygulamalar için uygundur
  • Esneklik: İnce ve uyarlanabilir, çeşitli tasarımlara entegre edilmesi kolay, sıkıştırılabilirlik ve geri yaylanma nedeniyle contalar için ideal
  • Kimyasal direnç: Yüksek sıcaklıklara ve agresif kimyasallara karşı dayanıklıdır
  • Radyasyona karşı yüksek direnç: Isı radyasyonunu yansıtarak yüksek sıcaklıklarda ısı yalıtımı için idealdir
Grafit Malzemeler Malzemeler Grafit folyo