ข้อกำหนดวัตถุดิบกราไฟท์

กราไฟท์ที่มีความบริสุทธิ์สูง-โดยทั่วไปหมายถึงกราไฟท์ที่มีปริมาณคาร์บอนมากกว่า 99.99% โครงสร้างองค์กรสามารถแบ่งได้เป็นสามประเภท: โครงสร้างแบบหยาบ-แบบหยาบ, โครงสร้างแบบละเอียด- และโครงสร้างแบบละเอียด-แบบละเอียด-แบบพิเศษ กราไฟท์ที่มีความบริสุทธิ์สูง-ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเตาหลอมซิลิกอนคริสตัลเดี่ยว-ของ Czochralski วัสดุพื้นฐานของวงจรรวมส่วนใหญ่เป็นชิปคริสตัลเดี่ยว-ซิลิคอน ปัจจุบัน กระบวนการเจริญเติบโตของซิลิคอนผลึกเดี่ยวใช้วิธีการ Czochralski (CZ) เป็นหลัก วิธีการอื่นๆ ได้แก่ วิธีสนามแม่เหล็ก Czochralski (MCZ), วิธีโซน (FZ) และวิธีการดึงคริสตัลเบ้าหลอมคู่ ซิลิกอนผลึกเดี่ยว-ของ Czochralski ที่ใช้ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ทั่วโลกคิดเป็นประมาณ 80% ของการใช้ซิลิกอนโมโนคริสตัลไลน์ทั้งหมด ชิ้นส่วนกราไฟท์ในเตาหลอมคริสตัลซิลิคอนเดี่ยว-ของ Czochralski เป็นวัสดุสิ้นเปลือง วัสดุกราไฟท์ที่มีความบริสุทธิ์สูง-ถูกนำมาใช้ในการประมวลผลระบบทำความร้อนของเตาหลอมคริสตัลซิลิคอนเดี่ยวของ Czochralski

การใช้งานที่สำคัญอีกประการหนึ่งของกราไฟท์ที่มีความบริสุทธิ์สูง-คือการแปรรูปเป็นถ้วยใส่ตัวอย่างหลายประเภทสำหรับการผลิตโลหะหายากหรือโลหะที่มีความบริสุทธิ์สูง-และวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ- อิเล็กโทรดกราไฟท์สำหรับการวิเคราะห์สเปกตรัมก็เป็นกราไฟท์ชนิดหนึ่งที่มีความบริสุทธิ์สูง- ซึ่งสามารถใช้สำหรับการวิเคราะห์ทางสเปกโตรเคมีขององค์ประกอบทั้งหมดยกเว้นคาร์บอน อิเล็กโทรดกราไฟท์สำหรับการวิเคราะห์สเปกตรัมเกิดขึ้นโดยวิธีการอัดขึ้นรูป เนื้อหาองค์ประกอบสิ่งเจือปนของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปไม่ควรเกิน 6*10-5. เมื่อเตรียมตัวอย่างมาตรฐานสำหรับการวิเคราะห์สเปกตรัมและการจับสิ่งเจือปนโดยใช้วิธีทางเคมี ต้องใช้ผงคาร์บอนบริสุทธิ์ตามสเปกตรัมหรือผงกราไฟท์บริสุทธิ์ตามสเปกตรัม ข้อกำหนดปริมาณสิ่งเจือปนของวัสดุที่มีความบริสุทธิ์สูง-ทั้งสองชนิดนี้คือ 6*10-5 ในบางแอปพลิเคชัน ปริมาณคาร์บอนจำเป็นต้องถึง 99.9995% และปริมาณเถ้าทั้งหมดน้อยกว่า 5*10-6 วิธีการขึ้นรูปกราไฟท์ที่มีความบริสุทธิ์สูงมีสามวิธี ได้แก่ การขึ้นรูปแบบอัดขึ้นรูป การขึ้นรูปแบบอัด และการอัดแบบไอโซสแตติก

กราไฟต์เป็นหนึ่งในวัสดุชะลอความเร็วและวัสดุสะท้อนแสงที่ใช้ในการสร้างเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ เครื่องปฏิกรณ์ในยุคแรกๆ ล้วนเป็นกองกราไฟท์ กราไฟท์สำหรับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่ใช้เป็นวัสดุโครงสร้างมีความเข้มงวดมากกว่าและมีราคาแพงกว่าอิเล็กโทรดกราไฟท์ในแง่ของการเลือกวัตถุดิบ การควบคุมกระบวนการ และการตรวจสอบผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป กราไฟท์สำหรับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ต้องมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้: การดูดซับนิวตรอนช้าในปริมาณเล็กน้อย ความแข็งแรงของอุณหภูมิสูง-ที่ดี ความต้านทานการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว สมรรถนะการชะลอตัวที่ดีของนิวตรอนเร็ว ขนาดที่เสถียรภายใต้การฉายรังสี และมีปริมาณสิ่งเจือปนน้อยที่สุด เนื้อหาขององค์ประกอบเช่นโบรอนและแคดเมียมที่ดูดซับนิวตรอนได้ง่ายจะต้องได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวด

กราไฟท์นิวเคลียร์ต้องมีความหนาแน่นของปริมาตร M สูงกว่า เนื่องจากกราไฟท์ที่กระทำต่อนิวตรอนเร็วจะเกิดขึ้นจากการชนกันของนิวตรอนเร็วกับอะตอมของคาร์บอน ยิ่งมีอะตอมของคาร์บอนในหน่วยปริมาตรมากเท่าใด ผลที่ได้ก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น ดังนั้นความหนาแน่นของปริมาตรจึงเป็นหนึ่งในตัวบ่งชี้หลักของกราไฟท์นิวเคลียร์ ความหนาแน่นของปริมาตรยังเกี่ยวข้องโดยตรงกับความพรุนและการซึมผ่านของกราไฟท์อีกด้วย เพื่อหลีกเลี่ยงการสูญเสียเชื้อเพลิงนิวเคลียร์และตัวพาความร้อน ความพรุนและการซึมผ่านจะต้องลดลงจนถึงระดับหนึ่ง ความแข็งแรงเชิงกลของกราไฟท์ยังสัมพันธ์กับความหนาแน่นของปริมาตรด้วย โดยทั่วไป ความหนาแน่นของปริมาตรของกราไฟท์หลักที่ใช้ในกองกราไฟท์คือ 1.7-1.75g/cm3³.

เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่ใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าในปัจจุบันส่วนใหญ่เป็นเครื่องปฏิกรณ์น้ำแรงดันที่ไม่ต้องใช้กราไฟต์ แต่ผู้เชี่ยวชาญคาดการณ์ว่าเครื่องปฏิกรณ์แบบระบายความร้อนด้วยก๊าซ-ก๊าซอุณหภูมิสูง-มีแนวโน้มการพัฒนาที่ดี เครื่องปฏิกรณ์แบบระบายความร้อนด้วยก๊าซอุณหภูมิสูง- - ต้องการวัสดุกราไฟท์ขั้นสูงจำนวนมาก . 9 ในเครื่องปฏิกรณ์แบบระบายความร้อนด้วยก๊าซอุณหภูมิสูง - - เนื่องจากฮีเลียมถูกใช้เป็นสารหล่อเย็น วัสดุคาร์บอนและเซรามิกจึงถูกนำมาใช้เป็นวัสดุเคลือบเชื้อเพลิง และวัสดุกราไฟท์หรือคาร์บอนถูกใช้เป็นวัสดุในการชะลอความเร็วและวัสดุโครงสร้างแกนเตาหลอม - ก๊าซที่มีอุณหภูมิสูงถึง -5 ก็สามารถส่งออกได้ ออกจากเครื่องปฏิกรณ์เพื่อใช้เป็นพลังงาน

แม้ว่าคำจำกัดความสากลของไอโซโทรปิกกราไฟต์จะต้องมีการชี้แจงเพิ่มเติม แต่โดยทั่วไปจะมีการวัดตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพทางกายภาพบางประการในทิศทางเส้นผ่านศูนย์กลางและความยาวของผลิตภัณฑ์ และคำนวณอัตราส่วนของสิ่งเหล่านี้ บางส่วนแสดงด้วยอัตราส่วนของสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อน และค่าที่ง่ายกว่าแสดงด้วยอัตราส่วนของความต้านทาน อัตราส่วนแอนไอโซโทรปีอยู่ในช่วง 1.0~1.1 ซึ่งเรียกว่าผลิตภัณฑ์ไอโซโทรปิก และเมื่อเกิน 1.1 จะเรียกว่าผลิตภัณฑ์แอนไอโซโทรปิก นอกเหนือจากโค้กปิโตรเลียมทั่วไปแล้ว ไอโซโทรปิกกราไฟท์ยังใช้โค้กพิทช์ดัดแปลง, โค้กพิทช์ธรรมชาติ, โค้กปิโตรเลียมที่ถูกออกซิไดซ์, โค้กปิโตรเลียมดิบที่ไม่มีการเผา, กราไฟท์ธรรมชาติ ฯลฯ