Specifikace grafitových surovin

Grafit vysoké{0}}čistoty obecně označuje grafit s obsahem uhlíku vyšším než 99,99 %. Jeho organizační strukturu lze rozdělit do tří kategorií: hrubozrnná-zrnitá struktura, jemnozrnná-struktura a ultra-jemnozrnná-struktura. Vysoce čistý grafit je široce používán v Czochralského jednokrystalických křemíkových pecích. Základním materiálem integrovaných obvodů jsou především křemíkové{11}}krystalické čipy. V současné době proces růstu monokrystalu křemíku využívá především metodu Czochralski (CZ). Mezi další metody patří Czochralského metoda magnetického pole (MCZ), zónová metoda (FZ) a metoda vytahování krystalu dvojitým kelímkem. Czochralského monokrystalický křemík používaný v globálním elektronickém průmyslu představuje asi 80 % celkové spotřeby monokrystalického křemíku. Grafitové díly v Czochralského jednokrystalických křemíkových pecích{18} jsou spotřební materiál. Ke zpracování topného systému Czochralského monokrystalických křemíkových pecí se používají vysoce-grafitové materiály.

Dalším důležitým využitím -grafitu o vysoké čistotě je zpracování do různých typů kelímků pro výrobu vzácných kovů nebo -kovů vysoké čistoty a nekovových materiálů-. Grafitová elektroda pro spektrální analýzu je také druh vysoce-grafitu, který lze použít pro spektrochemickou analýzu všech prvků kromě uhlíku. Grafitová elektroda pro spektrální analýzu je vytvořena vytlačovací metodou. Obsah prvků nečistot v hotovém produktu by neměl být větší než 6*10-5. Při přípravě standardních vzorků pro spektrální analýzu a zachycování nečistot pomocí chemických metod je nutné použít spektrálně čistý uhlíkový prášek nebo spektrálně čistý grafitový prášek. Požadavky na obsah nečistot u těchto dvou{16}}materiálů s vysokou čistotou jsou 6*10-5; v některých aplikacích musí obsah uhlíku dosáhnout 99,9995 % a celkový obsah popela je menší než 5*10-6. Existují tři způsoby tvarování vysoce čistého grafitu: vytlačování, lisování a izostatické lisování.

Grafit je jedním ze zpomalovacích a reflexních materiálů používaných při stavbě jaderných reaktorů. První reaktory byly všechny hromady grafitu. Grafit pro jaderné reaktory používaný jako konstrukční materiály je mnohem přísnější a dražší než grafitové elektrody, pokud jde o výběr surovin, kontrolu procesu a kontrolu hotového výrobku. Grafit pro jaderné reaktory musí mít tyto vlastnosti: malá absorpce pomalých neutronů, dobrá pevnost při vysokých-teplotách, vysoká odolnost proti tepelným šokům, dobrý výkon při zpomalování rychlých neutronů, stabilní velikost při ozáření a minimální obsah nečistot. Obsah prvků, jako je bór a kadmium, které snadno absorbují neutrony, musí být přísně kontrolován.

Jaderný grafit musí mít vyšší objemovou hustotu M, protože zpomalovacího účinku grafitu na rychlé neutrony je dosaženo srážkou rychlých neutronů s atomy uhlíku. Čím více atomů uhlíku v jednotkovém objemu, tím lepší účinek. Proto je objemová hustota jedním z hlavních ukazatelů jaderného grafitu. Objemová hustota také přímo souvisí s pórovitostí a propustností grafitu. Aby se zabránilo ztrátám jaderného paliva a tepelného nosiče, musí být pórovitost a propustnost sníženy na určitou úroveň. S mechanickou pevností grafitu souvisí i jeho objemová hustota. Obecně je objemová hustota jádrového grafitu používaného v grafitových svazcích 1,7-1,75 g/cm³.

Jaderné reaktory používané k výrobě energie jsou v současnosti převážně tlakovodní reaktory, které nepotřebují grafit, ale odborníci předpokládají, že vysokoteplotní reaktory chlazené plynem{1}} mají velké vyhlídky na rozvoj. Vysokoteplotní plynem chlazené reaktory-vyžadují velké množství pokročilých grafitových materiálů. 9 V reaktorech chlazených vysokoteplotním plynem-hélium se jako chladivo používá helium, uhlíkové a keramické materiály se používají jako povlakové materiály pro palivo a grafit nebo uhlíkaté materiály se používají jako materiály pro vysokouhlíkaté pece pro zpomalení{} -5 materiálů pro zpomalení jádra pece mohou být exportovány z reaktoru pro použití jako energie.

Ačkoli je třeba dále upřesnit mezinárodní definici izotropního grafitu, určité ukazatele fyzického výkonu ve směru průměru a délky výrobku se obecně měří a jejich poměry se vypočítají. Některé jsou vyjádřeny poměrem koeficientů tepelné roztažnosti a ty jednodušší jsou vyjádřeny poměrem měrného odporu. Poměr anizotropie je v rozmezí 1,0~1,1, což se nazývá izotropní produkty, a když překročí 1,1, nazývá se anizotropní produkty. Kromě obecného ropného koksu používá izotropní grafit také modifikovaný smolný koks, přírodní smolný koks, oxidovaný ropný koks, nekalcinovaný surový ropný koks, přírodní grafit atd.