उच्च शुद्धता ग्रेफाइट
उच्च -शुद्धता वाला ग्रेफाइट आम तौर पर 99.99% से अधिक कार्बन सामग्री वाले ग्रेफाइट को संदर्भित करता है। इसकी संगठनात्मक संरचना को तीन श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: मोटे {{3}कणों वाली संरचना, महीन{{4}कणों वाली संरचना, और अति{5}महीन{{6}कणों वाली संरचना। उच्च शुद्धता वाले ग्रेफाइट का व्यापक रूप से Czochralski सिंगल क्रिस्टल सिलिकॉन भट्टियों में उपयोग किया जाता है। एकीकृत सर्किट की मूल सामग्री मुख्य रूप से सिलिकॉन सिंगल क्रिस्टल चिप्स है। वर्तमान में, सिलिकॉन सिंगल क्रिस्टल की विकास प्रक्रिया मुख्य रूप से Czochralski (CZ) विधि को अपनाती है। अन्य विधियों में चुंबकीय क्षेत्र Czochralski विधि (MCZ), ज़ोन (FZ) विधि, और डबल क्रूसिबल क्रिस्टल पुलिंग विधि शामिल हैं। वैश्विक इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में उपयोग किया जाने वाला Czochralski सिंगल - क्रिस्टल सिलिकॉन, कुल मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन खपत का लगभग 80% है। Czochralski सिंगल - क्रिस्टल सिलिकॉन भट्टियों में ग्रेफाइट भाग उपभोग्य हैं। उच्च -शुद्धता वाली ग्रेफाइट सामग्री का उपयोग Czochralski सिंगल-क्रिस्टल सिलिकॉन भट्टियों के हीटिंग सिस्टम को संसाधित करने के लिए किया जाता है।
उच्च शुद्धता वाले ग्रेफाइट का एक अन्य महत्वपूर्ण उपयोग दुर्लभ धातुओं या उच्च शुद्धता वाली धातुओं और गैर-धातु सामग्री के उत्पादन के लिए विभिन्न प्रकार के क्रूसिबल में संसाधित करना है। वर्णक्रमीय विश्लेषण के लिए ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड भी एक प्रकार का उच्च शुद्धता वाला ग्रेफाइट है, जिसका उपयोग कार्बन को छोड़कर सभी तत्वों के स्पेक्ट्रोकेमिकल विश्लेषण के लिए किया जा सकता है। वर्णक्रमीय विश्लेषण के लिए ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड एक्सट्रूज़न विधि द्वारा बनाया जाता है। तैयार उत्पाद की अशुद्धता तत्व सामग्री 6*10-5 से अधिक नहीं होनी चाहिए। वर्णक्रमीय विश्लेषण के लिए मानक नमूने तैयार करते समय और रासायनिक तरीकों का उपयोग करके अशुद्धियों को कैप्चर करते समय, वर्णक्रमीय रूप से शुद्ध कार्बन पाउडर या वर्णक्रमीय रूप से शुद्ध ग्रेफाइट पाउडर का उपयोग किया जाना चाहिए। इन दो उच्च शुद्धता वाली सामग्रियों की अशुद्धता सामग्री आवश्यकताएँ 6*10-5 हैं; कुछ अनुप्रयोगों में, कार्बन सामग्री को 99.9995% तक पहुंचने की आवश्यकता होती है, और कुल राख सामग्री 5*10-6 से कम होती है। उच्च शुद्धता वाले ग्रेफाइट के लिए तीन मोल्डिंग विधियाँ हैं: एक्सट्रूज़न मोल्डिंग, संपीड़न मोल्डिंग, और आइसोस्टैटिक प्रेसिंग।
परमाणु ऊर्जा के लिए ग्रेफाइट सामग्री
ग्रेफाइट परमाणु रिएक्टरों के निर्माण में उपयोग की जाने वाली मंदी सामग्री और परावर्तक सामग्रियों में से एक है। प्रारंभिक रिएक्टर सभी ग्रेफाइट ढेर थे। संरचनात्मक सामग्री के रूप में उपयोग किए जाने वाले परमाणु रिएक्टरों के लिए ग्रेफाइट कच्चे माल के चयन, प्रक्रिया नियंत्रण और तैयार उत्पाद निरीक्षण के मामले में ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड की तुलना में बहुत सख्त और अधिक महंगा है। परमाणु रिएक्टरों के लिए ग्रेफाइट में निम्नलिखित गुण होने चाहिए: धीमी न्यूट्रॉन का छोटा अवशोषण, अच्छी उच्च तापमान शक्ति, उच्च थर्मल शॉक प्रतिरोध, तेज न्यूट्रॉन का अच्छा मंदी प्रदर्शन, विकिरण के तहत स्थिर आकार और न्यूनतम अशुद्धता सामग्री। बोरान और कैडमियम जैसे तत्वों की सामग्री जो न्यूट्रॉन को अवशोषित करना आसान है, को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए।
परमाणु ग्रेफाइट का आयतन घनत्व M अधिक होना चाहिए क्योंकि तेज न्यूट्रॉन पर ग्रेफाइट का मंदी प्रभाव कार्बन परमाणुओं के साथ तेज न्यूट्रॉन की टक्कर से प्राप्त होता है। एक इकाई आयतन में जितने अधिक कार्बन परमाणु होंगे, प्रभाव उतना ही बेहतर होगा। इसलिए, आयतन घनत्व परमाणु ग्रेफाइट के मुख्य संकेतकों में से एक है। आयतन घनत्व का सीधा संबंध ग्रेफाइट की सरंध्रता और पारगम्यता से भी है। परमाणु ईंधन और ताप वाहक के नुकसान से बचने के लिए, सरंध्रता और पारगम्यता को एक निश्चित स्तर तक कम किया जाना चाहिए। ग्रेफाइट की यांत्रिक शक्ति इसके आयतन घनत्व से भी संबंधित है। आम तौर पर, ग्रेफाइट स्टैक में उपयोग किए जाने वाले कोर ग्रेफाइट का आयतन घनत्व 1.7-1.75 ग्राम/सेमी होता है3.
बिजली उत्पादन के लिए उपयोग किए जाने वाले परमाणु रिएक्टर वर्तमान में मुख्य रूप से दबाव वाले जल रिएक्टर हैं जिन्हें ग्रेफाइट की आवश्यकता नहीं होती है, लेकिन विशेषज्ञों का अनुमान है कि उच्च {{0}तापमान गैस -ठंडे रिएक्टरों में विकास की काफी संभावनाएं हैं। उच्च तापमान वाले गैस रिएक्टरों को बड़ी मात्रा में उन्नत ग्रेफाइट सामग्री की आवश्यकता होती है, उच्च तापमान वाले गैस रिएक्टरों में, चूंकि हीलियम का उपयोग शीतलक के रूप में किया जाता है, कार्बन और सिरेमिक सामग्री का उपयोग ईंधन कोटिंग सामग्री के रूप में किया जाता है, और ग्रेफाइट या कार्बनयुक्त सामग्री का उपयोग मंदी सामग्री और भट्ठी कोर संरचनात्मक सामग्री के रूप में किया जाता है, -5 के करीब उच्च तापमान वाली गैसों को रिएक्टर से बाहर निर्यात किया जा सकता है। ऊर्जा के रूप में उपयोग करें.
आइसोट्रोपिक ग्रेफाइट
यद्यपि आइसोट्रोपिक ग्रेफाइट की अंतर्राष्ट्रीय परिभाषा को और अधिक स्पष्ट करने की आवश्यकता है, उत्पाद के व्यास और लंबाई दिशाओं में कुछ भौतिक प्रदर्शन संकेतक आम तौर पर मापा जाता है, और उनके अनुपात की गणना की जाती है। कुछ को थर्मल विस्तार गुणांक के अनुपात द्वारा व्यक्त किया जाता है, और सरल को प्रतिरोधकता के अनुपात द्वारा व्यक्त किया जाता है। अनिसोट्रॉपी अनुपात 1.0 ~ 1.1 की सीमा में है, जिसे आइसोट्रोपिक उत्पाद कहा जाता है, और जब यह 1.1 से अधिक हो जाता है, तो इसे अनिसोट्रोपिक उत्पाद कहा जाता है। सामान्य पेट्रोलियम कोक के अलावा, आइसोट्रोपिक ग्रेफाइट में संशोधित पिच कोक, प्राकृतिक पिच कोक, ऑक्सीकृत पेट्रोलियम कोक, बिना कैलक्लाइंड कच्चे पेट्रोलियम कोक, प्राकृतिक ग्रेफाइट आदि का भी उपयोग किया जाता है।