흑연 부품은 어떻게 만들어지나요?

흑연 부품은 어떻게 만들어지나요?

 

흑연 부품 제조 공정

흑연 부품은 평범해 보이지만 뛰어난 특성을 지닌 재료로 구성되어 원자로, 반도체 제조, 야금, 항공우주 등의 분야에서 널리 활용됩니다. 그렇다면 이러한 정밀 흑연 부품은 정확히 어떻게 생산됩니까?

흑연 부품 제조의 첫 번째 단계는 적절한 원자재를 선택하는 것입니다. 산업적으로 석유 코크스 또는 피치 코크스는 일반적으로 기본 골재로 사용됩니다. 이러한 원료는 탄소 함량이 높고 불순물 수준이 낮은 것이 특징입니다. 코크스를 분말로 분쇄한 후 콜타르 피치와 같은 결합제-와{3}}특정 비율로 혼합하고 반죽기에 공급한 후 가열 및 교반하여 연성의 페이스트-유사 혼합물을 형성합니다.

 

두 번째 단계는 형성입니다. 최종 부품의 형상 요구 사항에 따라 금형 프레싱, 등압 프레싱, 압출 등 다양한 방법을 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 간단한 블록- 모양의 부품은 유압 프레스를 사용하여 형성할 수 있습니다. 가느다란 막대나 튜브는 압출 공정을 통해 생산됩니다. 등방성 프레싱은 복잡한 형상과 탁월한 등방성 특성을 지닌 고급 제품을 제조하는 데 활용됩니다.- 이 단계에서 형성된 성형체는 상대적으로 부드러운 상태를 유지하며 매우 낮은 기계적 강도를 갖습니다.

 

다음은 중요한 열처리 단계입니다. 먼저, 형성된 성형체를 베이킹로에 넣고 무산소 조건에서 약 1000도까지 천천히 가열합니다.{2}} 베이킹(또는 탄화)이라고 알려진 이 과정은 결합제를 탄화시켜 응집체 입자를 서로 단단히 결합시켜 어느 정도 기계적 강도를 지닌 탄소- 기반 제품을 형성하는 역할을 합니다. 그러나 이 단계에서도 재료는 여전히 상당한 수의 내부 기공을 포함하고 있으며 밀도와 강도는 아직 최적 수준에 도달하지 못했습니다.

 

밀도를 높이려면 함침 처리가 필요합니다. 구운 제품을 오토클레이브에 넣고 액체 피치를 주입하기 전에 진공 상태를 만듭니다. 이렇게 하면 피치가 내부 기공에 침투하게 되고, 그 후 두 번째 베이킹 사이클이 수행됩니다. 이러한 함침-및-베이킹 주기를 2~3회 반복하면 재료의 밀도와 기계적 강도가 크게 향상됩니다.

 

여러 번의 함침 및 베이킹 주기를 거친 후 재료는 최종 고온 처리 단계인 흑연화에 들어갑니다.- 2600도에서 3000도 사이의 매우 높은 온도에서 탄소 구조 내의 원자 배열은 무질서한 층층 구조에서 규칙적인 결정질 흑연 구조로 전환되는 변형을 겪습니다. 이 공정을 통해 재료에 뛰어난 전기 전도성, 열 전도성 및 고온-저항성이 부여됩니다.

 

마지막 단계는 정밀 가공입니다. 흑연화 후 흑연 블록은 다이아몬드 도구를 사용하여 절단, 선삭, 밀링 및 드릴링을 포함한 정밀 가공을 거쳐-엔지니어링 도면을 엄격하게 준수하는 다양하고 복잡한 부품을 생산합니다. 초-고순도를 요구하는 응용 분야의 경우 재료는 미량 불순물을 제거하기 위해 추가 고온-염소 처리 또는 할로겐 정제를 거칩니다.

이러한 복잡하고 세심한 공정을 통해 일반 코크스 블록은 궁극적으로 탁월한 성능을 지닌 흑연 구성요소로 변환되어 산업 및 하이테크 분야 모두에서 없어서는 안 될 역할을 합니다-.

 

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