მაღალი-ინდუსტრიაში მოთხოვნადი-არჩევანია, მაღალი-სიწმინდის გრაფიტის სიძლიერე არ შეიძლება შეფასდეს. თავისი შესანიშნავი თვით-შეზეთვის თვისებებით, მაღალი სიმტკიცით, კარგი ელექტროგამტარობით, მჟავასა და ტუტეზე გამძლეობით, კოროზიის წინააღმდეგობით, მაღალი ტემპერატურის წინააღმდეგობით, მცირე გაფართოების კოეფიციენტით, შესანიშნავი ქიმიური მდგრადობით, მაღალი დალუქვის მაჩვენებლებით და ერთიანი და მკვრივი სტრუქტურით, ის მტკიცედ დგას ისეთ ინდუსტრიებში, როგორიცაა ელექტრო, მეტალურგია, ეროვნული თავდაცვისა და აერონავტიკა, აერონავტიკა. უფრო მეტიც, მას უჭირავს ძირითადი პოზიცია ისეთ განვითარებად სფეროებში, როგორიცაა მესამე-თაობის ნახევარგამტარები, ბირთვული ინდუსტრია და ფოტოელექტროსადგურები და შეიძლება ჩაითვალოს ტექნოლოგიური განვითარების "საკვანძო ნაწილად".
დაბადების ორი გზა: ბუნებრივი და ხელოვნური "განწმენდის გზა"
მაღალი-სისუფთავის გრაფიტი შეიძლება დაიყოს ბუნებრივ მაღალი-სიწმინდის გრაფიტად და ხელოვნური მაღალი-სიწმინდის გრაფიტი ნედლეულისა და მომზადების მეთოდების მიხედვით. მაღალი-სიწმინდის ბუნებრივი გრაფიტი ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა სფეროში მისი შესანიშნავი ელექტრული გამტარობისა და სითბოს გადაცემის თვისებების გამო, როგორიცაა ცეცხლგამძლე მასალებში, ჟანგის საწინააღმდეგო საფარებში, ნახშირბადის ელექტროდებში, გენერატორებში, ლუბრიკანტებში და დამცავ მასალებში ბირთვულ ინდუსტრიაში. მეორე მხრივ, ხელოვნური-სიწმინდის ხელოვნური გრაფიტი გამოიყენება წინასწარ გამომცხვარ ანოდებში, სპეციალურ გრაფიტში და ბირთვულ ინდუსტრიაში მისი ერთგვაროვანი მორფოლოგიისა და ნაწილაკების ზომის განაწილების გამო.
ბუნებრივი გრაფიტიდან მაღალი-სიწმინდის გრაფიტის წარმოება ხშირად გულისხმობს ჯერ ფლოტაციის მეთოდის გამოყენებას გრაფიტის მადნის საწყისად გასაწმენდად, შემდეგ ტუტე-მჟავა მეთოდის ან წყალბადის ფტორის მეთოდის გამოყენებას ფლოტაციური კონცენტრატის შემდგომი გასაწმენდად და ბოლოს მაღალი-სიწმინდის გრაფიტის{3}{3}{4} მაღალი ტემპერატურის{4} მეთოდით. ქლორირების მეთოდები. თუმცა, ხელოვნური-სიწმინდის ხელოვნური გრაფიტი, როგორც წესი, მიიღება ნედლეულის თავდაპირველად დამუშავებით და შემდეგ სპეციალურად შექმნილ მაღალი-რეაქციის ღუმელში მოთავსებით გრაფიტიზაციისა და გაწმენდისთვის. მთავარი პროცესია ღუმელის უკიდურესად მაღალი ტემპერატურის გამოყენება ნავთობის კოქსისა და ასფალტის კოქსის გრაფიტიზაციისთვის და ჰალოგენური აირების შეყვანა მინარევებისაგან, რაც იწვევს მათ აორთქლებასა და აქროლადობას, რითაც მიიღება მაღალი-სისუფთავის გრაფიტი.
იქნება ეს მაღალი-სისუფთავის ბუნებრივი გრაფიტის თუ მაღალი-სიწმინდის ხელოვნური გრაფიტის წარმოება, მკაცრი მოთხოვნებია დაწესებული ნედლეულის ხარისხზე. ბუნებრივი გრაფიტიდან მაღალი-სიწმინდის გრაფიტის მოთხოვნების მისაღწევად, მხოლოდ მაღალი-ტემპერატურული მეთოდით შეიძლება დააკმაყოფილოს წარმოების საჭიროებები. თუმცა, მაღალი-ტემპერატურის მეთოდს აქვს ენერგიის მაღალი მოხმარება და მაღალი მოთხოვნები აღჭურვილობის მიმართ, ამიტომ მას ასევე აქვს გარკვეული მოთხოვნები ნედლეულის ხარისხზე. ჩვეულებრივ, ის იყენებს გრაფიტის პროდუქტებს 99% სისუფთავით, მიღებული სხვა გამწმენდი მეთოდებით გაწმენდისთვის, რაც საბოლოოდ აღწევს 99,99% მაღალი{10}}სისუფთავის გრაფიტის მოთხოვნას. ხელოვნური-სიწმინდის გრაფიტისთვის, წარმოებისთვის ხშირად ირჩევა მაღალი-ნავთხის კოქსი და ასფალტის კოქსი. ნავთობის კოქსის ნაცარი შემცველობა უნდა იყოს 0,5%-ზე ნაკლები და, როგორც წესი, წარმოებისთვის გამოიყენება მხოლოდ დაბალი-გოგირდის შემცველობა. აქედან გამომდინარე, ნავთობის კოქსის გოგირდის შემცველობა 0,5%-ზე დაბალია.
"ბრწყინავს მაღალ-ბოლო ველში": მაღალი-სიწმინდის გრაფიტის გამოყენება
მრეწველობა, რომელიც იყენებს მაღალი-სიწმინდის გრაფიტს, როგორც ნედლეულს, ძირითადად ფოკუსირებულია მაღალტექნოლოგიურ სფეროებზე, როგორიცაა ნახევარგამტარული მასალები, ფოტოელექტროსადგურები, გრაფენი და ბირთვული გრაფიტი.
მესამე-თაობის ნახევარგამტარული მასალები
ნახევარგამტარების ინდუსტრიაში, გრაფიტის პროდუქტები ფართოდ გამოიყენება მაღალი-ტემპერატურული თერმული დამუშავების მოწყობილობებში, როგორიცაა ბროლის ზრდის ღუმელები, კარბონიზაციის ღუმელები და გრაფიტიზაციის ღუმელები. მაღალი-სიწმინდის გრაფიტის პროდუქტები, რომლებიც გამოიყენება მესამე-თაობის ნახევარგამტარული სილიციუმის კარბიდში, მოიცავს გრაფიტის საცობებს კრისტალების ზრდისთვის, გრაფიტის გამათბობლებს და გრაფიტის ფხვნილს და ა.შ. ამ პროდუქტების სისუფთავე გადამწყვეტ როლს ასრულებს სილიციუმის კარბიდის კრისტალების ხარისხში.
ამჟამად, საწარმოების უმეტესობა იყენებს ფიზიკურ ორთქლის ტრანსპორტირების მეთოდს სილიციუმის კარბიდის ერთკრისტალების წარმოებისას. ამ მეთოდით, სილიციუმის კარბიდის ფხვნილი მოთავსებულია გრაფიტის ჭურჭლის ბოლოში, ხოლო სილიციუმის კარბიდის თესლის კრისტალი მოთავსებულია გრაფიტის ჭურჭლის ზედა ნაწილში. შემდეგ, გრაფიტის ჭურჭელი თბება მანამ, სანამ სილიციუმის კარბიდი არ მიაღწევს სუბლიმაციის ტემპერატურას. შემდგომში, სილიციუმის კარბიდის ფხვნილი თანდათან იშლება აირისებრ ნივთიერებებად, როგორიცაა Si ორთქლი, Si2C და SiC2. ეს ნივთიერებები ღერძული ტემპერატურული გრადიენტის ქვეშ თანდათან სუბლიმდება ჭურჭლის ზევით და კონდენსირდება ჭურჭლის ზედა ნაწილში მდებარე SiC თესლის კრისტალის ზედაპირზე, რითაც მიიღება სილიციუმის კარბიდის ერთკრისტალები.
ბირთვული გრაფიტი
ბირთვული-მაღალი ხარისხის-სიწმინდის გრაფიტი არის ფართოდ გამოყენებული მასალა ბირთვულ ენერგეტიკაში. ბირთვული-ხარისხის გრაფიტის მასალები გამოიყენება ბირთვში
მაღალი-გაზით-გაციებული რეაქტორები, როგორიცაა მილები, საწვავის ელემენტები და დამხმარე კომპონენტები.
ბირთვული-ხარისხის გრაფიტი უნდა იყოს მაღალი-სიწმინდის გრაფიტი. მაღალი{3}}სიწმინდის გრაფიტი ძირითადად შედგება აგრეგატების, შემკვრელებისა და გაჟღენთილი საშუალებებისგან. აგრეგატები ძირითადად შედგება ნემსის-ფორმის ნავთობის კოქსისა და ასფალტის კოქსისგან. ბირთვული-მაღალი ხარისხის-სიწმინდის გრაფიტს აქვს შედარებით მკაცრი მოთხოვნები მიკროელემენტების კონტროლისთვის. ჰერმეტულ მდგომარეობაში, ის გადის ხანგრძლივ-მაღალი-კალცინაციას გასაწმენდად, მინარევების მოსაშორებლად და კვალი ელემენტების შემცველობის შესამცირებლად, როგორიცაა ჰალოგენები და დაბალ{12}}დნობის-მეტალები. ბირთვული-მაღალი ხარისხის-სიწმინდის გრაფიტის კარბონიზაციის ჩამოსხმა იყენებს იზოსტატურ დაჭერის პროცესს. მასალა მოთავსებულია ელასტიური სხეულის ყალიბში, მჭიდროდ დალუქულია და შემდეგ ჰაერი ამოღებულია ვაკუუმური გარემოს შესანარჩუნებლად. ყალიბი მოთავსებულია იზოსტატურ ჰიდრავლიკურ ცილინდრში და იზოტროპული სითხე იგივე წნევას ახორციელებს ყალიბზე, გადასცემს წნევას ნახშირბადის მასალაზე, რის შედეგადაც ნედლეული მკვრივდება.
ფოტოელექტრული ველი
ფოტოელექტრული ინდუსტრიაში, განსაკუთრებით, როგორც ელექტროდის მასალა მზის უჯრედებისთვის, გრაფიტს ფართო გამოყენება აქვს. მისი შესანიშნავი გამტარობა და ქიმიური სტაბილურობა მას იდეალურ მასალად აქცევს მზის უჯრედების ელექტროდების წარმოებისთვის. გარდა ამისა, გამწევი-ტიპის სილიკონის ერთკრისტალური ზრდის ღუმელი არის მთავარი მოწყობილობა სილიკონის ერთკრისტალური მასალების მოსამზადებლად. ერთკრისტალური ღუმელის გათბობის სისტემა ძირითადად მოიცავს-სიწმინდის გრაფიტის გამათბობლებს, კვარცის ჭურჭელს, გრაფიტის ჭურჭელს და საიზოლაციო მასალებს და ა.შ. გრაფიტის გამათბობელზე პირდაპირი დენის ელექტროენერგიის გამოყენებით უზრუნველყოფილია თერმული წყარო პოლიკრისტალური სილიკონის ნედლეულის დასადნებლად. გამათბობლის სიმძლავრე შეიძლება დარეგულირდეს ელექტრომომარაგების ძაბვის ან დენის საშუალებით. გამათბობლის მიერ გამოთავისუფლებული სითბო იზოლირებულია საიზოლაციო სისტემით, რომელსაც შეუძლია შექმნას თერმული ველის გარემო, რომელიც შესაფერისია სილიციუმის ერთკრისტალების ზრდისთვის.
გრაფენი
გრაფენი ამჟამად მსოფლიოში ყველაზე თხელი ნანომასალაა, რომელსაც აქვს მაღალი ქიმიური და თერმული სტაბილურობა, ასევე შესანიშნავი მექანიკური და ელექტრული თვისებები. მას აქვს ფართო გამოყენების პერსპექტივები. გრაფენის მომზადების ძირითადი ნედლეული არის მაღალი-სიწმინდის გრაფიტი.
სხვები
უფრო რთულ აეროკოსმოსურ სფეროში, მაღალი-სიწმინდის გრაფიტი მაინც განსაკუთრებულად მუშაობს. იგი გამოიყენება რაკეტის ძრავის კუდების საქშენების ყელის ლაინერებში, ატომური რეაქტორების ნეიტრონების მოდერატორში, რაკეტების თბოიზოლაციასა და თბომდგრად- მასალებში და ხელოვნურ თანამგზავრებზე რადიოკავშირსა და გამტარ სტრუქტურულ მასალებშიც კი, ყველა ახასიათებს მაღალი-სიწმინდის გრაფიტის არსებობას.
