ઉચ્ચ-શુદ્ધતા ગ્રેફાઇટ: વધુ પેકેજિંગ નહીં. તે ખરેખર કામ કરે છે!

ઉચ્ચ-ઉદ્યોગમાં પસંદગીની-પસંદગી હોવાને કારણે, ઉચ્ચ-શુદ્ધતા ગ્રેફાઇટની શક્તિને ઓછો આંકી શકાય નહીં. તેના ઉત્કૃષ્ટ સ્વ-લ્યુબ્રિકેશન ગુણધર્મો, ઉચ્ચ શક્તિ, સારી વિદ્યુત વાહકતા, એસિડ અને આલ્કલી સામે પ્રતિકાર, કાટ પ્રતિકાર, ઉચ્ચ તાપમાન પ્રતિકાર, નાના વિસ્તરણ ગુણાંક, ઉત્તમ રાસાયણિક સ્થિરતા, ઉચ્ચ સીલિંગ કામગીરી અને સમાન અને ગાઢ માળખું સાથે, તે નિશ્ચિતપણે પોતાની જાતને ઉદ્યોગોમાં સ્થાપિત કરે છે, જેમ કે મેટલ, ઇલેક્ટ્રીકલ, રાષ્ટ્રીય, રાસાયણિક અને સંરક્ષણ. એન્જિનિયરિંગ તદુપરાંત, તે ત્રીજી- પેઢીના સેમિકન્ડક્ટર્સ, પરમાણુ ઉદ્યોગ અને ફોટોવોલ્ટેઇક્સ જેવા ઉભરતા ક્ષેત્રોમાં મુખ્ય સ્થાન ધરાવે છે, અને તેને તકનીકી વિકાસમાં "કીપીસ" તરીકે ગણવામાં આવે છે.

ઉચ્ચ-શુદ્ધતા ગ્રેફાઇટને કાચી સામગ્રી અને તૈયારી પદ્ધતિઓના આધારે કુદરતી ઉચ્ચ-શુદ્ધતા ગ્રેફાઇટ અને કૃત્રિમ ઉચ્ચ-શુદ્ધતા ગ્રેફાઇટમાં વર્ગીકૃત કરી શકાય છે. ઉચ્ચ-શુદ્ધતા પ્રાકૃતિક ગ્રેફાઇટ તેની ઉત્તમ વિદ્યુત વાહકતા અને હીટ ટ્રાન્સફર ગુણધર્મોને લીધે વિવિધ ક્ષેત્રોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે, જેમ કે પ્રત્યાવર્તન સામગ્રી, રસ્ટ કોટિંગ્સ, કાર્બન ઇલેક્ટ્રોડ્સ, જનરેટર, લ્યુબ્રિકન્ટ્સ અને અણુ ઉદ્યોગમાં રક્ષણાત્મક સામગ્રીમાં. બીજી તરફ, કૃત્રિમ ઉચ્ચ-શુદ્ધતા ગ્રેફાઇટ તેના સમાન આકારવિજ્ઞાન અને કણોના કદના વિતરણને કારણે પૂર્વ-બેકડ એનોડ, સ્પેશિયલ ગ્રેફાઇટ અને પરમાણુ ઉદ્યોગમાં લાગુ કરવામાં આવે છે.

પ્રાકૃતિક ગ્રેફાઇટમાંથી ઉચ્ચ-શુદ્ધતાના ગ્રેફાઇટના ઉત્પાદનમાં મોટાભાગે શરૂઆતમાં ગ્રેફાઇટ ઓરને શુદ્ધ કરવા માટે ફ્લોટેશન પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, પછી ફ્લોટેશન કોન્સન્ટ્રેટને વધુ શુદ્ધ કરવા માટે આલ્કલી-એસિડ પદ્ધતિ અથવા હાઇડ્રોજન ફ્લોરાઇડ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, અને અંતે ઉચ્ચ-શુદ્ધતા અથવા ઉચ્ચ તાપમાનના ઉત્પાદનો{3} દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે. ઉચ્ચ-તાપમાન ક્લોરિનેશન પદ્ધતિઓ. જો કે, કૃત્રિમ ઉચ્ચ-શુદ્ધતા ગ્રેફાઇટ સામાન્ય રીતે કાચા માલની શરૂઆતમાં પ્રક્રિયા કરીને અને પછી તેને ગ્રેફિટાઇઝેશન અને શુદ્ધિકરણ માટે ખાસ ડિઝાઇન કરેલ ઉચ્ચ-તાપમાન પ્રતિક્રિયા ભઠ્ઠીમાં મૂકીને મેળવવામાં આવે છે. મુખ્ય પ્રક્રિયા એ છે કે પેટ્રોલિયમ કોક અને ડામર કોકને ગ્રેફિટાઇઝ કરવા માટે ભઠ્ઠીના અત્યંત ઊંચા તાપમાનનો ઉપયોગ કરવો અને અશુદ્ધિઓ સાથે પ્રતિક્રિયા કરવા માટે હેલોજન વાયુઓનો પરિચય કરાવવો, જેનાથી તે વરાળ અને અસ્થિર થાય છે, જેનાથી ઉચ્ચ-શુદ્ધતા ગ્રેફાઇટ પ્રાપ્ત થાય છે.

ભલે તે ઉચ્ચ-શુદ્ધતાવાળા કુદરતી ગ્રેફાઇટનું ઉત્પાદન હોય કે ઉચ્ચ-શુદ્ધતાવાળા કૃત્રિમ ગ્રેફાઇટનું ઉત્પાદન હોય, કાચા માલની ગુણવત્તા પર કડક આવશ્યકતાઓ લાદવામાં આવે છે. પ્રાકૃતિક ગ્રેફાઇટમાંથી ઉચ્ચ-શુદ્ધતાવાળા ગ્રેફાઇટની જરૂરિયાતો હાંસલ કરવા માટે, માત્ર ઉચ્ચ-તાપમાન પદ્ધતિ જ ઉત્પાદન જરૂરિયાતોને પૂરી કરી શકે છે. જો કે, ઉચ્ચ-તાપમાન પદ્ધતિમાં ઉર્જાનો વધુ વપરાશ હોય છે અને સાધનો માટેની ઉચ્ચ જરૂરિયાતો હોય છે, તેથી તેમાં કાચા માલની ગુણવત્તા માટે પણ ચોક્કસ જરૂરિયાતો હોય છે. સામાન્ય રીતે, તે શુદ્ધિકરણ માટે અન્ય શુદ્ધિકરણ પદ્ધતિઓ દ્વારા મેળવેલી 99% શુદ્ધતા સાથે ગ્રેફાઇટ ઉત્પાદનોનો ઉપયોગ કરે છે, જે આખરે 99.99% ઉચ્ચ{10}}શુદ્ધતા ગ્રેફાઇટની જરૂરિયાત સુધી પહોંચે છે. કૃત્રિમ ઉચ્ચ-શુદ્ધતા ગ્રેફાઇટ માટે, ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા પેટ્રોલિયમ કોક અને ડામર કોકને ઉત્પાદન માટે પસંદ કરવામાં આવે છે. પેટ્રોલિયમ કોકની રાખનું પ્રમાણ 0.5% કરતા ઓછું હોવું જોઈએ અને સામાન્ય રીતે માત્ર ઓછા-સલ્ફર પેટ્રોલિયમ કોકનો જ ઉત્પાદન માટે ઉપયોગ થાય છે. તેથી, પેટ્રોલિયમ કોકમાં સલ્ફરનું પ્રમાણ 0.5% ની નીચે છે.

કાચા માલ તરીકે ઉચ્ચ-શુદ્ધતાવાળા ગ્રેફાઇટનો ઉપયોગ કરતા ઉદ્યોગો મુખ્યત્વે સેમિકન્ડક્ટર મટિરિયલ્સ, ફોટોવોલ્ટેઇક્સ, ગ્રેફિન અને ન્યુક્લિયર ગ્રેફાઇટ જેવા ઉચ્ચ-ટેક ક્ષેત્રો પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે.

ત્રીજી-પેઢીની સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી

  સેમિકન્ડક્ટર ઉદ્યોગમાં, ગ્રેફાઇટ ઉત્પાદનોનો ઉપયોગ ઉચ્ચ-તાપમાન ગરમીની સારવારના સાધનો જેમ કે ક્રિસ્ટલ ગ્રોથ ફર્નેસ, કાર્બનાઇઝેશન ફર્નેસ અને ગ્રાફિટાઇઝેશન ફર્નેસમાં થાય છે. ત્રીજી- પેઢીના સેમિકન્ડક્ટર સિલિકોન કાર્બાઇડમાં વપરાતા ઉચ્ચ-શુદ્ધતા ગ્રેફાઇટ ઉત્પાદનોમાં ક્રિસ્ટલ વૃદ્ધિ માટે ગ્રેફાઇટ ક્રુસિબલ્સ, ગ્રેફાઇટ હીટર અને ગ્રેફાઇટ પાવડર વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. આ ઉત્પાદનોની શુદ્ધતા સિલિકોન કાર્બાઇડ સ્ફટિકોની ગુણવત્તામાં નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવે છે.

હાલમાં, સિલિકોન કાર્બાઇડ સિંગલ ક્રિસ્ટલનું ઉત્પાદન કરતી વખતે મોટાભાગના સાહસો ભૌતિક વરાળ પરિવહન પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરે છે. આ પદ્ધતિમાં, સિલિકોન કાર્બાઇડ પાવડર ગ્રેફાઇટ ક્રુસિબલના તળિયે મૂકવામાં આવે છે, અને સિલિકોન કાર્બાઇડ સીડ ક્રિસ્ટલ ગ્રેફાઇટ ક્રુસિબલની ટોચ પર મૂકવામાં આવે છે. પછી, સિલિકોન કાર્બાઇડ તેના ઉત્કૃષ્ટ તાપમાન સુધી પહોંચે ત્યાં સુધી ગ્રેફાઇટ ક્રુસિબલને ગરમ કરવામાં આવે છે. ત્યારબાદ, સિલિકોન કાર્બાઇડ પાવડર ધીમે ધીમે Si વરાળ, Si2C અને SiC2 જેવા વાયુયુક્ત પદાર્થોમાં વિઘટિત થાય છે. આ પદાર્થો ધીમે ધીમે અક્ષીય તાપમાનના ઢાળ હેઠળ ક્રુસિબલની ટોચ પર ઉત્કૃષ્ટ થશે અને ક્રુસિબલની ટોચ પર SiC સીડ ક્રિસ્ટલની સપાટી પર ઘનીકરણ કરશે, ત્યાં સિલિકોન કાર્બાઇડ સિંગલ ક્રિસ્ટલ મેળવશે.

ન્યુક્લિયર ગ્રેફાઇટ

   ન્યુક્લિયર-ગ્રેડ હાઇ-શુદ્ધતા ગ્રેફાઇટ એ ન્યુક્લિયર પાવર એન્જિનિયરિંગમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાતી સામગ્રી છે. ન્યુક્લિયર-ગ્રેડ ગ્રેફાઇટ સામગ્રીના મૂળમાં લાગુ કરવામાં આવે છે

ઉચ્ચ-તાપમાન ગેસ-ઠંડા રિએક્ટર, જેમ કે ટ્યુબ, બળતણ તત્વો અને સહાયક ઘટકો.

ન્યુક્લિયર-ગ્રેડ ગ્રેફાઇટ ઉચ્ચ-શુદ્ધતા ધરાવતો ગ્રેફાઇટ હોવો જોઈએ. ઉચ્ચ-શુદ્ધતા ગ્રેફાઇટમાં મુખ્યત્વે એગ્રીગેટ્સ, બાઇન્ડર્સ અને ગર્ભાધાન એજન્ટોનો સમાવેશ થાય છે. એકંદરમાં મુખ્યત્વે સોય-આકારના પેટ્રોલિયમ કોક અને ડામર કોકનો સમાવેશ થાય છે. પરમાણુ-ગ્રેડ ઉચ્ચ-શુદ્ધતા ગ્રેફાઇટમાં ટ્રેસ તત્વોને નિયંત્રિત કરવા માટે પ્રમાણમાં કડક આવશ્યકતાઓ હોય છે. હવાચુસ્ત સ્થિતિ હેઠળ, તે શુદ્ધિકરણ, અશુદ્ધિઓ દૂર કરવા અને હેલોજન અને નીચા-ગલન-પોઇન્ટ મેટલ્સ જેવા ટ્રેસ ઘટકોની સામગ્રીને ઘટાડવા માટે લાંબા-ગાળાના ઉચ્ચ-તાપમાન કેલ્સિનેશનમાંથી પસાર થાય છે. પરમાણુ-ગ્રેડ ઉચ્ચ-શુદ્ધતા ગ્રેફાઇટનું કાર્બનાઇઝેશન મોલ્ડિંગ આઇસોસ્ટેટિક પ્રેસિંગ પ્રક્રિયાને અપનાવે છે. સામગ્રીને સ્થિતિસ્થાપક બોડી મોલ્ડમાં મૂકવામાં આવે છે, ચુસ્તપણે સીલ કરવામાં આવે છે, અને પછી શૂન્યાવકાશ વાતાવરણ જાળવવા માટે હવા દૂર કરવામાં આવે છે. મોલ્ડને આઇસોસ્ટેટિક હાઇડ્રોલિક સિલિન્ડરમાં મૂકવામાં આવે છે, અને આઇસોટ્રોપિક પ્રવાહી ઘાટ પર સમાન દબાણ લાવે છે, દબાણને કાર્બન સામગ્રીમાં પ્રસારિત કરે છે, જેના કારણે કાચો માલ ગાઢ બને છે.

ફોટોવોલ્ટેઇક ક્ષેત્ર

ફોટોવોલ્ટેઇક ઉદ્યોગમાં, ખાસ કરીને સૌર કોષો માટે ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રી તરીકે, ગ્રેફાઇટનો વ્યાપક ઉપયોગ છે. તેની ઉત્તમ વાહકતા અને રાસાયણિક સ્થિરતા તેને સૌર કોષોના ઇલેક્ટ્રોડ બનાવવા માટે એક આદર્શ સામગ્રી બનાવે છે. તદુપરાંત, પુલ-ટાઈપ સિલિકોન સિંગલ ક્રિસ્ટલ ગ્રોથ ફર્નેસ એ સિલિકોન સિંગલ ક્રિસ્ટલ મટિરિયલ તૈયાર કરવા માટેનું મુખ્ય સાધન છે. સિંગલ ક્રિસ્ટલ ફર્નેસની હીટિંગ સિસ્ટમમાં મુખ્યત્વે ઉચ્ચ-શુદ્ધતાવાળા ગ્રેફાઇટ હીટર, ક્વાર્ટઝ ક્રુસિબલ્સ, ગ્રેફાઇટ ક્રુસિબલ્સ અને ઇન્સ્યુલેશન સામગ્રી વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. ગ્રેફાઇટ હીટર પર સીધી વર્તમાન વીજળી લાગુ કરીને, પોલિક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોન કાચી સામગ્રીને ઓગળવા માટે થર્મલ સ્ત્રોત પૂરો પાડવામાં આવે છે. હીટરની શક્તિ પાવર સપ્લાયના વોલ્ટેજ અથવા વર્તમાન દ્વારા ગોઠવી શકાય છે. હીટર દ્વારા છોડવામાં આવતી ગરમીને ઇન્સ્યુલેશન સિસ્ટમ દ્વારા અવાહક કરવામાં આવે છે, જે સિલિકોન સિંગલ ક્રિસ્ટલ્સના વિકાસ માટે યોગ્ય થર્મલ ફીલ્ડ વાતાવરણ બનાવી શકે છે.

ગ્રાફીન

ગ્રેફીન હાલમાં વિશ્વમાં સૌથી પાતળું નેનોમેટરીયલ છે, જે ઉચ્ચ રાસાયણિક સ્થિરતા અને થર્મલ સ્થિરતા તેમજ ઉત્તમ યાંત્રિક અને વિદ્યુત ગુણધર્મો ધરાવે છે. તેની પાસે વ્યાપક એપ્લિકેશનની સંભાવનાઓ છે. ગ્રેફિન તૈયાર કરવા માટેનો મુખ્ય કાચો માલ ઉચ્ચ-શુદ્ધતા ગ્રેફાઇટ છે.

અન્ય

    વધુ પડકારરૂપ એરોસ્પેસ ક્ષેત્રમાં, ઉચ્ચ-શુદ્ધતા ગ્રેફાઇટ હજુ પણ અસાધારણ રીતે સારું પ્રદર્શન કરે છે. તેનો ઉપયોગ રોકેટ એન્જિનની પૂંછડીઓના નોઝલ થ્રોટ લાઇનર્સ, પરમાણુ રિએક્ટરના ન્યુટ્રોન મોડરેટર, મિસાઇલોની હીટ ઇન્સ્યુલેશન અને ગરમી-પ્રતિરોધક સામગ્રી, અને રેડિયો કનેક્શન અને કૃત્રિમ ઉપગ્રહો પર વાહક માળખાકીય સામગ્રીમાં પણ થાય છે.