等靜壓石墨
等靜壓石墨由高純石墨壓制而成。等靜壓石墨是國際上近50年來發(fā)展起來的新產(chǎn)品,與當今高科技緊密相聯(lián)。它是制造單晶爐、金屬連鑄石墨結(jié)晶器、電火花加工用石墨電極的材料,也是制造火箭噴嘴、石墨反應堆的減速材料和反射材料的材料。
使用范圍
直拉式單晶硅爐用石墨材料
半導體單晶爐采用石墨材料制造鉗鍋、加熱器、隔熱屏以及配件。配套石墨件規(guī)格為下表:
有色冶金連鑄用石墨結(jié)晶器
為了縮短生產(chǎn)工藝流程,降底成本,提高質(zhì)量,減少勞動強度和對環(huán)境的污染,20多年來金屬材料生產(chǎn)逐漸向連鑄方向發(fā)展。[3]
至今銅、鋁材基本實現(xiàn)了連生產(chǎn),結(jié)晶器用高純石墨,鋼材連鑄產(chǎn)量已達到80%以上(但結(jié)晶器大部分未用石墨)。
等靜壓石墨主要用于大型銅材生產(chǎn)線。自1985年開始,我國從奧地利、法國、瑞士、日本等國先后引進30多條生產(chǎn)線,而國內(nèi)自行設計制造的生產(chǎn)線已達到100多條,均采用石墨結(jié)晶器。
據(jù)統(tǒng)計2006年我國銅材產(chǎn)量已達到360多萬噸,其中大部分采用連鑄。按每噸銅材需要石墨量為2.5kg計,則年需石墨量為486T,按加工成品率70%計,年需石墨毛坯量為2700T。當前來又有較快發(fā)展,預測年石墨需要量近期為4000T左右。
電火花加工用石墨
電火花加工是當今模具行業(yè)的一次革命,它不僅簡化了傳統(tǒng)工藝手段,而且使制造異形模具成為可能。 等靜壓石墨因具有各向同性,可用于作為制造電火花石墨電極的材料。
單晶硅生產(chǎn)石英坩堝模具用石墨材料
石英坩堝是直拉單晶硅的容器,而制造石英坩堝用石墨坩堝作為成型材料。
高氣冷堆堆芯結(jié)構(gòu)石墨材料
“高氣冷堆”是清華大學核能與新能源技術(shù)研究院自主研發(fā)的具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的,處于國際領(lǐng)先水平的第四代核反應堆。高氣冷堆項目已經(jīng)被國家列為“國家級的重大專項”, 在建設中“華能山東石島灣核電站(示范堆)”,需要等靜壓石墨材料數(shù)量為1200噸,占示范堆總投資費用15%。為了中國的核能事業(yè)的健康發(fā)展,眾多國內(nèi)專家呼吁國內(nèi)企業(yè)參與核石墨研發(fā)。核石墨是防止核擴散的敏感材料,雖然當前可以進口,一旦國際形勢發(fā)生變化,它的進口隨時可能中斷。為了獨立自主地發(fā)展我國的高氣冷堆產(chǎn)業(yè),必須解決核石墨的國產(chǎn)化問題。[1]
成都炭素于2009年為清華核能院提供了首批40噸等靜壓核石墨材料,按期、保質(zhì)、保量地完成了核石墨材料的供貨,產(chǎn)品主要技術(shù)指標超過了預期,圓滿地完成了核石墨試制任務,在核石墨國產(chǎn)化進程中邁出可喜的一步。
核石墨與常規(guī)工程用石墨的主要區(qū)別有兩點,核純和耐輻照損傷。當前,國內(nèi)核石墨材料的研制尚缺輻照試驗這一環(huán)節(jié),這是下一步研制中必須面對過程,除輻照要求外,核石墨在冷態(tài)狀態(tài)下的質(zhì)量要求是:規(guī)格大型化、質(zhì)量穩(wěn)定、熱穩(wěn)定性好、熱膨脹系數(shù)低。