熱等靜壓廠家?guī)私?/p>

2024年第三屆第三代半導(dǎo)體材料技術(shù)與市場(chǎng)研討會(huì)\半導(dǎo)體在線將于2024年3月28日-29日（27日簽到）在蘇州組織召開2024年第三屆第三代半導(dǎo)體材料技術(shù)與市場(chǎng)研討會(huì)，重點(diǎn)探討S熱等靜壓機(jī)iC/GaN襯底、外延、器件設(shè)計(jì)/制造/封測(cè)以及在新能源、軌道交通、電網(wǎng)等應(yīng)用，歡迎參會(huì)、展位、贊助等合作！

掃一掃 立即報(bào)名特種石墨的分類特種石墨的涵蓋范圍很廣，電炭制品行業(yè)、天然石墨制品行業(yè)和冶金用熱等靜壓機(jī)炭制品行業(yè)對(duì)此有不同的理解和分類方法，就冶金用炭制品行業(yè)的習(xí)慣分類解釋，特種石墨主要指高強(qiáng)度、高密度、高純度石墨制品（簡(jiǎn)稱三高石墨）。

三高石墨從材料組織結(jié)構(gòu)上可以分為粗顆粒、細(xì)顆粒和特細(xì)顆粒結(jié)構(gòu)三種；熱等靜壓機(jī)從成型方法上區(qū)分主要有模壓、擠壓和等靜壓成型特種石墨三類，此外、振動(dòng)成型也可用于生產(chǎn)特種石墨高品質(zhì)的特種石墨——各向同性石墨是用等靜壓工藝生產(chǎn)的。

按其主要用途分類有：電火花加工用特種石墨；制作鑄造模具熱等靜壓機(jī)用特種石墨；鋼鐵或銅、鋁連續(xù)鑄造用特種石墨；直拉單晶硅爐用或冶煉 貴金屬、高純材料使用的高純石墨；合成人造金剛石用石墨；火箭、導(dǎo)彈技術(shù)用特種石墨廣義的特種石墨還包括熱解炭（熱解石墨）、生物工程用炭材料熱等靜壓機(jī)、玻璃炭、多孔炭和多孔石墨、石墨層間化合物（如柔性石墨、氟化石墨）、激光器用石墨等多種，機(jī)械電子工業(yè)也使用許多特種炭和石墨材料，如炭刷、炭石墨軸承、電力機(jī)車的饋電滑塊、拉制光纖用石墨模等，在本文中不再熱等靜壓機(jī)敘述。

特種石墨主要品種  電火花加工用石墨電火花加工是機(jī)械制造工業(yè)中的一種新型加工工藝，電火花加工可以對(duì)許多硬度較大的金屬進(jìn)行加工，并可加工形狀復(fù)雜、精度要求較高的零部件，作為陽極的工具電極可以使用銅熱等靜壓機(jī)質(zhì)材料，也可使用石墨材料。

用作電火花加工的工具電極的石墨材料必須具備下列條件：1、結(jié)構(gòu)致密、組織均勻，不應(yīng)當(dāng)有粗顆粒料和大的氣孔；2、有較高的機(jī)械強(qiáng)度，又有良好的加工性能，能加工出復(fù)雜的形狀或銳角、薄熱等靜壓機(jī)片狀；3、石墨質(zhì)工具電極，在電火花加工過程中有一定損耗，這種損耗應(yīng)盡可能低；

4、放電特性穩(wěn)定，加工速度較快。因此電火花加工用石墨一般都采用細(xì)顆粒結(jié)構(gòu)石墨或特細(xì)顆粒結(jié)構(gòu)石墨，在物理性能上最好是各向同性。熱等靜壓機(jī)所以目前中國電火花加工石墨材料市場(chǎng)上用得較多的是細(xì)顆粒結(jié)構(gòu)的各向同性石墨。

模具石墨機(jī)械工業(yè)中的鑄造行業(yè)大量使用石墨材料作為加壓鑄造、離心鑄造、超硬合金的熱擠壓等加工的模具，大到火車車輪，小到精密零件都熱等靜壓機(jī)可以使用石墨模具石墨模具可多次重復(fù)使用，脫模后的鑄件具有較高的光潔度，有的無需進(jìn)一步加工即可使用。

用作鑄造模具的石墨材料應(yīng)該是質(zhì)地致密、熱膨脹系數(shù)較低、抗氧化性能較好的石墨，用于鑄 造尺寸較大的鑄件的熱等靜壓機(jī)石墨可以用較粗的粒度組成，而用于鑄造小型精密零件的石墨必須使用細(xì)顆粒結(jié)構(gòu)的石墨在模具石墨中以金屬連續(xù)鑄造石墨的質(zhì)量要求最嚴(yán)，要求其熱導(dǎo)率高，熱穩(wěn)定性和耐熱沖擊性好，潤(rùn)滑性好，不與熔融金屬浸潤(rùn)，不與鑄造熱等靜壓機(jī)金屬反應(yīng)，容易加工成尺寸精確的模具。

合成金剛石用石墨工業(yè)上金剛石是重要的切割和研磨材料，但是天然開采的金剛石產(chǎn)量很少，且價(jià)格昂貴石墨和金剛石同屬于碳元素，只是結(jié)晶形態(tài)不同，在高溫、高壓下石墨可轉(zhuǎn)化成金熱等靜壓機(jī)剛石結(jié)晶形態(tài)，早在1954年瑞典和美國相繼成功合成人造金剛石成功，中國也在20世紀(jì)60年代合成了人造金剛石，并在20世紀(jì)70年代生產(chǎn)出合成人造金剛石的專用石墨材料，形成了一定的生產(chǎn)規(guī)模，中國生產(chǎn)的合成熱等靜壓機(jī)金剛石專用石墨分為3類，特點(diǎn)及用途見圖表。

高純石墨高純石墨一般指含碳量在99.99%以上的石 墨，在組織結(jié)構(gòu)上可分為粗顆粒結(jié)構(gòu)、細(xì)顆粒結(jié)構(gòu)和超細(xì)顆粒結(jié)構(gòu)三類，高純石墨大量用于直拉單晶硅爐中集成電路的基熱等靜壓機(jī)礎(chǔ)材料主要是硅單晶芯片，目前硅單晶的成長(zhǎng)工藝主要采用直拉法，其他方法還有磁場(chǎng)直拉法、區(qū)域法以及雙坩堝拉晶法，直拉單晶硅爐中的石墨件是消耗品，采用高純石墨材料加工成直拉單晶硅爐的加熱系統(tǒng)。

高純石墨另一重熱等靜壓機(jī)要用途是加工成各類坩堝，用于生產(chǎn)貴金屬、稀有金屬或高純金屬、非金屬材料光譜分析用石墨電極也是一種高純石墨，可用于除碳元素以外的所有元素的光譜化學(xué)分析，光譜分析用石墨電極用擠壓方法成型成品的雜質(zhì)元素含量熱等靜壓機(jī)應(yīng)不大于6*10-5。

在光譜分析中制備標(biāo)準(zhǔn)樣品和用化學(xué)方法捕集雜質(zhì)時(shí)需用光譜純炭粉或光譜純石墨粉，這兩種高純材料對(duì)雜質(zhì)含量的要求都是在6*10-5；在某些用途方面，需要含碳量達(dá)到99.9995%，總灰熱等靜壓機(jī)分含量小于5*10-6高純石墨的成型方法有擠壓成型、模壓成型及等靜壓成型三種。

核能用石墨材料石墨是建造核反應(yīng)堆使用的減速材料和反射材料之一，早期的反應(yīng)堆都是石墨堆作為結(jié)構(gòu)材料使用的核反應(yīng)堆用石墨在選用熱等靜壓機(jī)原料、工藝控制、成品檢驗(yàn)上比石墨電極嚴(yán)格得多，也昂貴得多，核反應(yīng)堆用石墨必需具備下列性能：對(duì)慢中子的吸收量小、高溫強(qiáng)度好、抗熱震性高、對(duì)快中子的減速性能好、在輻照下尺寸穩(wěn)定、雜質(zhì)含量極少。

核石墨必需有熱等靜壓機(jī)較高的體積密度，因?yàn)槭珜?duì)快中子的減速作用是依靠快中子對(duì)碳原子的碰撞作用而實(shí)現(xiàn)的，單位體積內(nèi)碳原子越多，減速效果越好，所以體積密度是核石墨的主要指標(biāo)之一，體積密度也與石墨的氣孔率和滲透率直接有關(guān)，為了熱等靜壓機(jī)避免核燃料及載熱體的損失，要將氣孔率及滲透率降低到 一定水平。

各向同性石墨雖然國際上對(duì)各向同性石墨的定義有待于進(jìn)一步明確，一般是測(cè)量產(chǎn)品直徑方向和長(zhǎng)度方向的某些物理性能指標(biāo)并計(jì)算其比值，有的用熱膨脹系熱等靜壓機(jī)數(shù)的比值表示，最簡(jiǎn)單的是以電阻率的比值表示，其異向比在1.0-1.1范圍內(nèi)稱為各向同性產(chǎn)品，超過1.1稱為各向異性產(chǎn)品。

制造各向同性石墨除使用一般石油焦外，還使用改性瀝青焦、天然瀝青焦、氧化石油焦、不熱等靜壓機(jī)經(jīng)煅燒的生石油焦、天然石墨等三高石墨的生產(chǎn)簡(jiǎn)介高純石墨的生產(chǎn)流程根據(jù)產(chǎn)品是各向同性石墨還是各向異性石墨，采用哪一種成型工藝而定，一般可分為3種，見圖1。

三高石墨的生產(chǎn)與石墨電極生產(chǎn)有相似之處、技術(shù)關(guān)鍵熱等靜壓機(jī)問題簡(jiǎn)要介紹如下：

精選原料生產(chǎn)灰分較低或高純石墨，首先要選用含雜質(zhì)元素很少的石油焦，雖然在石墨化過程中，大部分雜質(zhì)元素在2600-3000攝氏度溫度下可以除去，但精選原料還是很重要的環(huán)節(jié)，對(duì)石油焦的灰熱等靜壓機(jī)分一般要求在0.1%以下，煤瀝青的灰分在0.3%以下。

磨粉、篩分及配料生產(chǎn)細(xì)顆粒結(jié)構(gòu)的三高石墨，大部分用-0.075mm的粉料，一部分粉料用-0.042mm或-0.037mm的微粉；生產(chǎn)超細(xì)結(jié)構(gòu)的石墨熱等靜壓機(jī)，粉子的粒度小于0.02mm或更小，因此煅后焦要使用氣流粉碎機(jī)或其他生產(chǎn)超細(xì)顆粒的磨粉設(shè)備，細(xì)粉的分級(jí)比較困難，分級(jí)要使用特殊的技術(shù)。

擠壓成型的產(chǎn)品其配方的焦炭顆粒度與產(chǎn)品的截面面積大小成正比，截面面熱等靜壓機(jī)積越大越需要更多的大顆粒，模壓成型時(shí)焦炭的最大顆粒與產(chǎn)品截面面積關(guān)系不大配料比一般屬于生產(chǎn)機(jī)密，但其確定主要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，并不斷加以修正，不同的成型方法即使顆粒料比例相同，粘結(jié)劑比例也有區(qū)別，通過生產(chǎn)實(shí)踐熱等靜壓機(jī)，在確保質(zhì)量指標(biāo)和提高成品率之間選擇最佳結(jié)合點(diǎn)。

混捏與成型混捏混捏一般都使用雙軸攪拌混捏鍋，有時(shí)使用加壓混捏機(jī)，生產(chǎn)微粉較多的產(chǎn)品時(shí)糊料不容易混捏好，采用加壓混捏對(duì)提高混捏質(zhì)量是有利的成型生產(chǎn)三高石墨熱等靜壓機(jī)有三種成型方法，即擠壓、模壓和等靜壓（圖2），各有優(yōu)缺點(diǎn)。

擠壓成型生產(chǎn)效率高，但成品的各向異性度大模壓成型生產(chǎn)效率較低，適合于生產(chǎn)細(xì)顆粒結(jié)構(gòu)石墨，各向異性度比擠壓產(chǎn)品小，很多模壓成型的細(xì)顆粒結(jié)構(gòu)產(chǎn)品糊熱等靜壓機(jī)料混捏后要軋成薄片，使粘結(jié)劑與焦粉更好的結(jié)合軋制的薄片冷卻后粉碎再加入模具內(nèi)冷壓成型或加熱到一定溫度后成型（稱為溫模壓）。

等靜壓成型有兩種方式，一種是將擠壓或模壓后的生制品加熱到一定溫度裝入等靜壓模具熱等靜壓機(jī)內(nèi)；另一種是將準(zhǔn)備好的粉料裝入模具內(nèi)裝有材料的模具置于密封的高壓罐內(nèi)，在高壓罐內(nèi)均勻地加壓，壓力一般為100-200MPa等靜壓生產(chǎn)效率最低，但可以生產(chǎn)各向同性度較好的成品石墨。

振動(dòng)成型一般是生產(chǎn)鋁用熱等靜壓機(jī)炭素制品或大規(guī)格石墨電極、炭質(zhì)電極的成型方法，目前也可用于成型特種石墨，由于振動(dòng)成型設(shè)備比較簡(jiǎn)單，采購價(jià)格低，已經(jīng)成為某些小型特種石墨廠的主要成型設(shè)備等靜壓成型各向同性石墨的成型工藝多數(shù)由模壓成型改為熱等靜壓機(jī)等靜壓成型生產(chǎn)。

液等靜壓成型設(shè)備主要由彈性模具、高壓容器、框架和液壓系統(tǒng)組成彈性模具一般用橡膠或樹脂合成材料制作，物料顆粒大小和形狀對(duì)彈性模具壽命有較大影響，模具設(shè)計(jì)是液等靜壓成型的關(guān)鍵技術(shù)問題，彈性熱等靜壓機(jī)模具與制品的尺寸和均 質(zhì)有密切關(guān)系。

高壓容器多數(shù)是用高強(qiáng)度合金鋼直接鑄造后經(jīng)機(jī)床加工而成的厚壁金屬筒體，其強(qiáng)度足以抵抗強(qiáng)大的液體壓力，筒體結(jié)構(gòu)也有多數(shù)形式，如雙層組合筒體、預(yù)應(yīng)力鋼絲繞加固筒體等液壓系熱等靜壓機(jī)統(tǒng)由低壓泵、高壓泵和增壓器及各種閥門組成，開始由流量較大的低壓泵供油，達(dá)到一定壓力 后由高壓泵供油，并由增壓器進(jìn)一步增加高壓容器內(nèi)的液體壓力。

液等靜壓成型設(shè)備又分兩種類型，即濕袋法冷等靜壓機(jī)和干袋法冷熱等靜壓機(jī)等靜壓機(jī)，圖4為兩種冷等靜壓罐的構(gòu)造原理圖。

濕袋法冷等靜壓機(jī)（圖4a) 此法將模具懸掛在高壓容器內(nèi)，根據(jù)產(chǎn)品尺寸大小可裝入若干個(gè)模具，適用于批量小、尺寸不大、外形較復(fù)雜的產(chǎn)品生產(chǎn)炭素制品主要用濕袋法冷熱等靜壓機(jī)等靜壓機(jī)干袋法冷等靜壓機(jī)（圖b）此法適用于尺寸較大、生產(chǎn)量大的制品，此時(shí)冷等靜機(jī)設(shè)備也與濕袋法所用冷等靜壓機(jī)有區(qū)別。

增加了壓力沖頭、限位器和頂料器，此法將彈性模具固定在高壓容器內(nèi)，用限位器定位，因此又熱等靜壓機(jī)稱為固定模法生產(chǎn)時(shí)用壓力沖頭將料粉裝入模具內(nèi)并封閉上口加壓時(shí)，液體介質(zhì)注入容器內(nèi)的彈性模具外圍，對(duì)模具加壓脫模時(shí)不必取出模具，用頂料機(jī)構(gòu)頂出成型后的生坯，批量生產(chǎn)特種耐火材料多用這種等靜壓設(shè)備。

等靜壓熱等靜壓機(jī)成型工藝操作程序（生產(chǎn)炭素制品）模具準(zhǔn)備模具應(yīng)選擇耐油耐熱的材料，如用天然橡膠制成的模具浸在變壓器油內(nèi)只能使用1-2次，因此以變壓器油為壓力介質(zhì)時(shí)一般選用耐油性較好的氯丁橡膠，也可以選用聚氯乙烯塑料薄熱等靜壓機(jī)膜制成模具。

裝料裝入模具的原料有多種，如未煅燒過的生石油焦粉末（可不用黏結(jié)劑）；煅燒過的石油 焦粉與瀝青混捏成的糊料磨粉后使用；煅燒過的石油焦磨成粉再與粉狀瀝青混合后使用不同的原料及配比可以獲得不同的熱等靜壓機(jī)成型效果及不同的物理機(jī)械性能。

裝料時(shí)應(yīng)同時(shí)振動(dòng)，使粉狀原料在模具內(nèi)初步密實(shí)裝完料后用手工對(duì)模具適當(dāng)整形，然后將模具另一端塞上橡膠塞或塑料塞，并用鐵絲扎緊，防止液體介質(zhì)侵入模具為了使粉料中的氣體能在受壓熱等靜壓機(jī)時(shí)充分排出，預(yù)先在粉料中插入排氣管，并外接真空泵抽氣。

生產(chǎn)某些球形產(chǎn)品時(shí)，則應(yīng)先將粉料用模壓法預(yù)壓成球體，再置入相應(yīng)尺寸的等靜壓成型模具內(nèi)；壓制圓柱形制品時(shí)的模具結(jié)構(gòu)見圖5所示最后把裝好粉料的模具置于熱等靜壓機(jī)高壓容器中，密封高壓容器入口后進(jìn)行加壓

升壓及降壓?jiǎn)?dòng)高壓泵，將液體介質(zhì)注入高壓容器，并密切注意升壓及排氣情況加壓一般采取分階段逐步進(jìn)行待壓力降至常壓時(shí)，打開高壓容器入口后取出模具還可以采用對(duì)高壓容器加熱等靜壓機(jī)熱的辦法升壓，因液體受熱體積膨脹，加熱后壓力自動(dòng)升高，但這種壓力自動(dòng)升高有一定限度。

焙燒及浸漬對(duì)要求較高體積密度的石墨制品來說，焙燒中容易產(chǎn)生裂紋廢品，因此要用較緩慢的升溫曲線；對(duì)小尺寸產(chǎn)品的焙燒，可熱等靜壓機(jī)以用耐熱鋼板做成方形或圓形的容器焙燒，生制品放在容器中并加入填充料隔離和覆蓋，再裝到焙燒爐中。

浸漬貴在浸透，高密度制品要經(jīng)2-4次浸漬，每次浸漬后焙燒一次；應(yīng)正確地選擇浸漬劑的軟化點(diǎn)（關(guān)系到浸漬劑的粘熱等靜壓機(jī) 度），應(yīng)控制好焙燒品浸漬前的預(yù)熱溫度及浸漬罐的溫度、壓力、真空度、加壓時(shí)間等工藝參數(shù)，以達(dá)到最佳的浸漬效果。

石墨化尺寸較大的三高石墨直接裝在石墨化爐中，小尺寸制品裝在石墨坩堝中，再將坩堝裝到石墨化爐熱等靜壓機(jī)中；對(duì)電阻率要求不嚴(yán)格的產(chǎn)品可以少通一點(diǎn)電，對(duì)電阻率要求高的產(chǎn)品通電到符合產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)；生產(chǎn)高純石墨要在石墨化后期通入純化氣體（氯氣和氟里昂），通入純化氣體需在爐溫上升到1800攝氏度以后進(jìn)行，先通入熱等靜壓機(jī)氮?dú)?，當(dāng)達(dá)到1950攝氏度左右時(shí)通入氯氣，達(dá)到2350攝氏度左右時(shí)通入氟里昂，此時(shí)氯氣繼續(xù)通入，一直到停止送電后再繼續(xù)通氯氣和氟里昂數(shù)小時(shí)，這是為了防止已經(jīng)汽化的雜質(zhì)氣體反方向向爐芯擴(kuò)散。

結(jié)語改革開熱等靜壓機(jī)放以來，中國炭素工業(yè)有了較大發(fā)展，已經(jīng)成為炭素制品生產(chǎn)大國但與世界上工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，在質(zhì)量、品種、能耗等方面還有一定差距，至今，許多國內(nèi)需要的高質(zhì)量特種石墨還是依賴進(jìn)口，要在特種石墨生產(chǎn)領(lǐng)域趕上國際熱等靜壓機(jī)先進(jìn)技術(shù)水平任重道遠(yuǎn)。

來源:炭素技術(shù)   作者：李圣華往期資料匯總：掃碼加群：鈉離子電池交流群掃碼加群：硅基負(fù)極材料交流群限時(shí)下載 || 60篇硅碳負(fù)極博士論文親，點(diǎn)擊下方的“閱讀原文”，立即報(bào)名參加熱等靜壓機(jī)2024年第三屆三代半研討會(huì)

免責(zé)聲明：本文內(nèi)容均來源網(wǎng)絡(luò)，本網(wǎng)站不擁有所有權(quán)，也不承認(rèn)相關(guān)法律責(zé)任。如果您發(fā)現(xiàn)本站中有涉嫌抄襲的內(nèi)容，請(qǐng)發(fā)送郵件至：wg@qdrhqn.com進(jìn)行舉報(bào)，并提供相關(guān)證據(jù)，熱等靜壓機(jī)一經(jīng)查實(shí)，本站將立刻刪除涉嫌侵權(quán)內(nèi)容。