石墨坩堝的制作工藝
捷誠石墨
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石墨坩堝的制作工藝主要包括以下步驟:
原料選擇與準備:
主體原料為結晶形天然石墨,具有良好的熱導性和耐高溫性。
可塑性耐火粘土作為粘結劑,與不同類型熟料配合。
成型方法:
冷等靜壓成型法:這是最先進的制造方法,制造壓強為600MPa,使得產品內部組織均勻無缺陷,強度高。同時,坩堝壁較薄,導熱性好,能耗低。
切削成型:部分國產石墨坩堝采用此方法,然后進行燒結。但這種方法由于壓力小,可能存在組織缺陷。
燒結過程:
預熱和烘烤階段:窯溫為100℃至300℃,主要用于去除石墨坩堝中的殘余水分。加熱速度應緩慢,以防坩堝裂紋和爆炸事故。
低溫燒成階段:溫度升至400℃至600℃,坩堝中的束縛水開始分解和去除。
中溫燒成階段:溫度升至700℃至900℃,粘土中的非晶態(tài)A1203部分轉變?yōu)閅型晶體Al203,石墨和熟料連接并凝固。同時,坩堝外釉層逐漸熔化,形成一層玻璃釉膜,保護坩堝不被氧化。
高溫燒成階段:溫度升至1000℃至1200℃,粘土經中溫燒結形成固化后,逐步向莫來石轉化。此期間升溫速度應加快,窯中火焰應控制為中性焰或還原焰。
后續(xù)處理:
石墨坩堝加熱后不可立刻置于冷的金屬桌面上,以避免因急劇冷卻而破裂。
部分石墨坩堝可能還需要進行表面處理,如加涂抗氧化涂料,以提高其耐腐蝕性能和使用壽命。
綜上所述,石墨坩堝的制作工藝涉及原料選擇、成型方法、燒結過程以及后續(xù)處理等多個環(huán)節(jié)。其中,冷等靜壓成型法是目前最先進的制造方法,能夠生產出高質量的石墨坩堝。
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