Grafiidi CTE on tavaliselt 1-4 × 10⁻⁶/kraadi, mis on palju madalam kui metallide (nt roostevaba terase 17 × 10⁻⁶/kraadi kohta) ja enamiku keraamiliste materjalide omast. See omadus mängib otsustavat rolli sellistes põhiprotsessides nagu kõrgtemperatuuriline grafitiseerimine (2800–3000 kraadi) ja negatiivsete elektroodide materjalide karboniseerimine.
1. Mõõtmete stabiilsus: ahju laadimise täpsuse ja materjali kandmise ohutuse tagamine
Kõrge -temperatuuri deformatsioonikontroll: grafiidi madal CTE põhjustab grafiidikarbi suuruse minimaalseid muutusi temperatuuril üle 2800 kraadi (iga meetri pikkus muutub ainult 0,28–1,2 mm), vältides:
Kihtidevahelised kõrvalekalded ja ahju kinnikiilumine, kui tiiglid on virnastatud, tagades pidevate tõukurahjude/tunnelahjude stabiilse töö
Muutused tiiglite ja tiigli seinte vahelises pilus, mis takistab materjali kukkumist või sisemise õhuvoolu häirimist ahjus
Voolukanali ummistus ja tihendi rike, mis tagab ahju atmosfääri ühtluse
Vormi täpsuse säilitamine: ruudustiku / kihi struktuuriga kohandatud grafiitkastide puhul võib madal paisumiskoefitsient säilitada täpsed sisemõõtmed pika aja jooksul, tagades iga negatiivse elektroodi materjalide partii ühtlase täitmismahu ja vältides anuma deformatsioonist tingitud materjalide ebaühtlast jaotumist.
2. Soojuslöögikindlus: tsükli eluea ja tootmise järjepidevuse määramine
Termilise pinge pärssimise mehhanism: grafiidi madal CTE vähendab märkimisväärselt termilist pinget (σ=E・ ・ΔT/(1 - ν)) kiirete temperatuurimuutustega ahjudes (nt grafitiseerimisahjud kuumutuskiirusega kuni 50 kraadi /min):
Vältida tiigli sisemiste pragude tekkimist, lõhenemist või killustumist termilise paisumise ja kokkutõmbumise tõttu, mille kahjumäär on palju väiksem kui keraamilistel/korundtiiglitel
suudab taluda rohkem kui 1000 külma{1}}kuuma tsüklit, pikendab kasutusiga 1-2 aastani, vähendab seiskamiste ja väljavahetamise sagedust
Tootmise stabiilsuse parandamine: tugeva termilise löögikindlusega grafiitkarpi saab kohandada agressiivsemate temperatuuritõusu kõveratega, lühendades tootmistsüklit partii kohta ja vähendades materjali saastumise ohtu tiigli kahjustuste tõttu (negatiivse elektroodi pulbrisse ei segune killud).
3. Temperatuurivälja ühtlus: mõjutab otseselt negatiivsete elektroodide materjalide mikrostruktuuri ja elektrokeemilist jõudlust
Soojusülekande järjepidevuse garantii: Madal paisumiskoefitsient võimaldab grafiitkarbil säilitada konstruktsiooni terviklikkust kõrgetel temperatuuridel, rakendades täielikult oma suurepärast soojusjuhtivust (120-200 W/m・K), tagades:
Iga kihi ja tiigli iga ala ühtlane temperatuur (temperatuuri erinevus alla 5 kraadi või sellega võrdne), vältides ebapiisavat või liigset grafitisatsiooniastet teatud piirkondades
Negatiivse elektroodi materjali ühtlane kristallstruktuur ja ühtlane kihtidevaheline vahe, mis parandab esimese laadimise{0}}tühjenemise efektiivsust (esimene tõhusus) ja tsükli stabiilsust
Temperatuuri ebahomogeensusest põhjustatud kõrvalreaktsioonide vähendamine (nagu amorfse jääk süsinik, lisandite faaside moodustumine)
Partii konsistents: pärast pikaajalist-kasutamist on suuruse muutus väike, tagades, et samas ahjus olevad erinevates partiides olevad materjalid omandavad sama termilise ajaloo, parandades tootepartii konsistentsi (nt võimsuse hälve 2% või vähem).
4. Materjali kokkupuude ja eraldamine: toote puhtuse ja tootmise efektiivsuse mõjutamine
Täiustatud mittenakkuv omadus: madal paisumiskoefitsient põhjustab grafiitkasti pinna minimaalse deformeerumise külma ja kuuma tsükli ajal, säilitades tiheda struktuuri ja isemäärimise, vältides:
Seina külge kleepuv negatiivse elektroodiga grafiidipulber, tühjenemise jääkmäär on väiksem või võrdne 0,1%, vähendades tooraine raiskamist
Materjali aglomeratsioon ja rühmitamine, mis tagab ühtlase lahtise puistetiheduse
Vähendatud puhastamisraskused ja madalamad tööjõu hoolduskulud
Puhtuse kontroll: deformatsiooni või pragude puudumine tähendab grafiidiosakeste eraldumist, vältides metalli/mitte-metalli lisandite sattumist (grafiidi puhtus on suurem või võrdne 99,99%), tagades negatiivsete elektroodide materjalide madalad lisandite nõuded (tuhasisaldus 0,3% või vähem).
5. Üldised kulud ja võimsus: pikaajalise majandusliku kasu-peamised tegurid
| Mõju mõõde | Madala CTE-ga grafiitkarbi eelised | Kõrge CTE materjalide puudused |
|---|---|---|
| Kasutusaeg | Võib ringlusse võtta rohkem kui 1000 korda või sellega võrdne, asendustsükliga 1 kuni 2 aastat | Kasutusiga Vähem kui 300 korda või sellega võrdne, sagedane asendamine |
| Koorma kogus | Saab virnastada mitme kihina (5 kuni 8 kihti), suurendades kandevõimet 30% | Kihtide virnastamine Vähem kui 3 või sellega võrdne, madal ruumikasutus |
| Tootlusmäär | Toote kvalifitseerimise määr Suurem või võrdne 99,5%, vähendades ümbertöötamist | Läbimismäär Vähem või võrdne 95%, ebaühtlase temperatuuri / saastumise tõttu praagitud |
| Energiatarbimine | Küttekõver on tõhusam ja energiakulu partii kohta väheneb 15% | Nõutav aeglane kuumutamine, suur energiatarve ja pikk tsükkel |
