精密石墨模具加工在石墨化溫度上的處理-偉名石墨

通常的石墨化處理是升溫到2400~2800℃然后冷卻，低沸點(diǎn)的雜質(zhì)如Si、Ca、Al和Mg都揮發(fā)掉了。較麻煩的是難熔金屬，它們形成高熔點(diǎn)的碳化物，通常這類碳化物在石墨化溫度下是不分解的。硼的熱中子吸收截面很高（75MPa)，形成的碳化物熔點(diǎn)達(dá)2350℃，但一直到3500℃還不沸騰，并在石墨結(jié)構(gòu)中形成穩(wěn)定的置換式固溶體，釩吸收截面為0.5MPa，形成的碳化物到2800℃還不熔化。精密石墨模具加工的純化是采用改進(jìn)的艾其遜爐，工作溫度在2400~2800℃。制品裝料方式見(jiàn)圖3-1。垂直安放的精密石墨模具加工之間有適當(dāng)?shù)目障叮谶@些空隙內(nèi)填以焦炭電阻體。當(dāng)電流沿爐子縱向流過(guò)時(shí)，熱量主要在焦炭電阻體上產(chǎn)生。精密石墨模具加工由起電阻作用的一層焦炭包圍起來(lái)，外面的絕緣層是SiC粒、塊和焦炭以及砂子的混合物。

圖是修改后作為氣體凈化用的爐子的等角投影剖面圖。凈化爐中的所有填料和絕緣材料都由石油焦制成。圖中A、D、E是絕緣區(qū)，由低滲透性的顆粒和粉末組成，用以隔離氣體。區(qū)域B和C只填顆粒，氣體可以自由通過(guò)。鹵素氣體通過(guò)管子引到爐子的底部，在那里顆粒疏松的區(qū)域B有助于氣體均勻分布。揮發(fā)的鹵素化合物和殘余的鹵素氣體集合到角錐區(qū)C，由煙罩收集，經(jīng)過(guò)洗凈器最后排到外面。減速劑石墨的含硼量應(yīng)小于或等于1ug，硼是最壞的污染物。雜質(zhì)硼要求用氟凈化，反應(yīng)溫度必須在2500℃以上，這時(shí)雜質(zhì)在固體中的擴(kuò)散速率才能高到使內(nèi)部雜質(zhì)迅速擴(kuò)散遷移到晶體表面，與氣體進(jìn)行反應(yīng)。凈化爐必須用惰性氣體沖洗，直到低于石墨氧化溫度為止。氣體凈化的動(dòng)力學(xué)表明擴(kuò)散是其自約因素，因此必須避免內(nèi)部初始雜質(zhì)的濃度過(guò)大。

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