изостатический графит что это
Новости и статьи по металлургии в России
Понятие изостатического графита
Изостатический графит, изографит (ИСГ) – вид искусственного графита, производимый путем изостатического прессования углеродного сырья под давлением при нормальной либо повышенной температуре. Источником получения служат тщательно измельченные отходы нефтяной, металлургической промышленности, пропитанные специальным химическим составом.
Изографит имеет мелкозернистую высокоплотную структуру и отличается малой газопроницаемостью, пористостью, износостойкостью, однородностью, высокой прочностью, тепло- и электропроводимостью.
Спрос на изостатический графит стабильно увеличивается с каждым годом, однако его производством сегодня занимаются лишь Япония, США, Германия и Китай.
Марки
Использование графита изостатического прессования в отдельных отраслях производства непосредственно влияют на особенности выпускаемых марок. В зависимости от назначения и условий эксплуатации разрабатываются специализированные виды материала, отличающиеся своими характеристиками.
К наиболее распространенным маркам относят конструкционный изографит ISEM-1(И-1), ISEM-2(И-2), ISEM-3(И-3), R4340, EDM, SED-40(C-4), IG-12. Марки GS-1800, GS-1900 получают при горячем прессовании и отличаются повышенной термостойкостью.
Область применения
Уникальные структурные и функциональные качества графита сделали его незаменимым для изготовления ряда специализированных изделий в следующих областях производства:
Востребован материал и в такой сфере как альтернативная энергетика. Подложки для светопоглощающей пленки, изготовленные из ИСГ, позволяет выращивать исключительно чистые алмазы и кристаллы кремния.
Физические и химические свойства
Процесс производства изографита (холодное или горячее прессование) в значительной мере обуславливает показатели получаемого материала.
Усредненные физико-химические характеристики ИСГ:
Изостатический графит
Изостатический графит отличается кристаллической однородной мелкозернистой структурой углерода с 
повышенной плотностью. Благодаря этому такой материал лишен главного недостатка других типов графита – зависимости характеристик от направления воздействия на образец. В зависимости от геометрии заготовок графит изостатического типа выпускается цилиндрическим или прямоугольным. Состав такого графита – углерод высокой чистоты в кристаллической форме и небольшое, строго ограниченное количество минеральных примесей (зольность), например, для марки GS1800 зольность не превышает 0,1%, а для марки GS1900 – 0,05%. Графит изостатический поставляется нами в виде блоков, цилиндров.
Изостатически прессованные графиты относятся к инновационным, высокотехнологичным материалам и имеет особые технологические свойства:
Уникальным свойством изостатического графита является сжатие, а не расширение при нагреве до температур порядка 700K.
Высокие прочностные показатели, отличная химическая и температурная стойкость позволяют использовать этот материал в металлургии для элементов систем непрерывного литья, пробоотборников, желобов, воронок. Из него изготавливаются плавильные тигли, кокили для литья. Изостатический графит востребован в электротехнике для деталей электровакуумного оборудования, анодов, сеток выпрямителей ртутных, контейнеров в производстве полупроводников, электродов электроэрозионных станков. Хорошая обрабатываемость, прекрасные антифрикционные характеристики позволяют использовать такой графит для деталей узлов подшипников, направляющих, элементов уплотнительных устройств, компрессорных лопаток.
Для изготовления материала применяется изостатическое прессование в жидкости. Технологический процесс включает следующие этапы:
Показатели изостатического графита, относящегося к маркам ISEM-1, ISEM-2, а также SED-40, ISEM-3 должны соответствовать регламентным требованиям. Описанные выше изостатические марки графита далеко не все, и мы создали подразделы по отдельным типам.
Фасонные изделия из изостатического графита
Искусственный графит является техническим сырьем, который получают из углеродистого сырья. Он находит применение в химической и горнодобывающей промышленности, при производстве огнеупорных материалов.
Графит конструкционный – это специальный материал для изготовления фасонных изделий для металлургической и химической отрасли.
Порошок из этого материала добавляется при выплавке чугуна, изготовлении устойчивых к износу полимеров. Из него производят краски, аккумуляторные батареи, он находит применение и в ядерной промышленности. Графитовые электроды востребованы при резке и сварке.
Механическая обработка графита этого вида происходит свободно. Сопротивление при резке практически в 20 раз меньше, нежели у чугуна. Но из-за слоистой структуры, важно верно подобрать режущий инструмент, свести к минимуму зажимное усилие.
При обработке графита на станках на оборудование устанавливают цанговые патроны, кулачки которых имеют покрытие из стеклотекстолита, чтобы обеспечить надежную фиксацию, предотвратить повреждение заготовок. Обработка графита на токарном станке позволяет получать из него изделия любой сложности.
Изостатический графит – лучший выбор
Графит изостатического прессования отмечают как лучшую замену традиционным маркам конструкционного фасонного графита.
Его производят путем размола, смешивания и последующего прессование сырья, обжига при 1100°С, графитации при 2400-2800°С, что позволяет превратить неупорядоченную конституцию материала в правильную гексагональную структуру.
Преимущества на примере марок МПГ-6, МПГ-7:
Эти свойства делают его незаменимым в металлургии, атомной энергетике, электронике, производстве полупроводников.
Свойства изделий из изостата
Из сырья производят:
Также изостат ИГ-172 (IG-1SP) необходим для изготовления пресс-форм, литейных форм, фильер, штоков, стаканов. За счет небольшого содержания золы и высокой электропроводности его используют при работе с драгоценными металлами, а также для электроэррозионной обработки. Если токарная обработка графита будет выполнена неправильно, то на деталях появятся дефекты: трещины, сколы.
Конструкционные материалы на основе графита обладают такими характеристиками:
Кроме того, фасонные изделия из графита отличаются небольшим весом, химической чистотой, они не подвержены коррозии.
«Донкарб Графит» – ведущее предприятие России по производству графитовых изделий. Собственные мощности находятся в Челябинске и Новочеркасске, компания имеет сертификаты и лицензии на производство оборудования для атомной энергетики. Мы готовы выполнить заказ любой сложности, предлагаем продукцию высокого качества.
Производством графита займутся в Челябинске
Через три года в России будет запущен завод по производству стратегического материала – изостатического графита. Спрос на него во всем мире растет в геометрической прогрессии, а производством занимаются всего четыре страны – Япония, США, Германия и Китай. Теперь материал, незаменимый при работе с высокими температурами, будут получать и в Челябинске.
Даже в специальной одежде простоять пять минут возле мартеновской печи сможет не каждый. Здесь буквально всё раскалено докрасна. Температура металла – полторы тысячи градусов. Он бурлит, словно кисель в кастрюле. И для многих до сих пор загадка, из чего же сделана эта посудина? Чаны, в которых выплавляют металл, здесь их называют тиглы, желоба, по которым он потом течет, сделаны из уникального материала. Он легче алюминия и крепче алмаза.
Хрупкий графит, из которого сделан грифель обычного карандаш, ученые научились превращать в сверхпрочный материал благодаря новым нанотехнологиям.
В лабораториях «НИИграфит» создаются материалы с уникальными свойствами. Многие разработки института носят гриф секретности.
«В нашем музее экспонаты можно трогать руками, они выдержат любые нагрузки. Например, образец высокопористого графита. Он очень легкий. Выглядит как камень, но на самом деле очень легкий. Если поднести пламя, а я буду держать палец, с пальцем ничего не будет. Абсолютно холодная поверхность», – провел эксперимент начальник отдела конструкционных графитовых материалов ОАО «НИИграфит» Борис Остронов.
А еще графит может быть упругим как пружина и звенеть как хрусталь, который не разбить. Из графитовых ниток шьют ткань, которую пропитывают специальными растворами. Из нее кроят обшивку самолета или делают корпуса гоночных болидов. На кадрах, сделанных во время посадки космического корабля «Буран», хорошо видно, что днище и носовая часть корабля черного цвета. Графитовая обшивка защищала его от больших температур, во время вхождения в плотные слои атмосферы.
Новый материал, он называется изостатический графит, еще прочней. Его делают из кокса и пеков – по сути, из отходов нефтяной и металлургической промышленности. Перед тем как попасть под пресс, сырье измельчают в мелкую пыль и пропитывают специальными химическими добавками. В цехах, где все покрыто этой пылью, технологи достигают такой чистоты материала, что даже под микроскопом молекулы чужеродных примесей не разглядеть.
Изделия из этого материала не встретить ни дома, ни на улице. Но без него не было бы тех вещей, к которым мы уже привыкли. Без прочного графита не сделать полупроводники, а значит и, например, ноутбук. Не построить ракеты и, даже страшно подумать, не включить дома вечером телевизор.
Без изографита не сможет работать реактор атомных электростанций, не смогут вырабатывать электричество и солнечные батареи. Для них нужен чистый поликристаллический кремний, который можно вырастить только на сверхчистой основе.
«Давайте инновации, давайте развитие. Давайте хоть один шаг сделаем от сырьевой экономики. А это уже удвоение ВВП, это уже будет другая страна», – говорит Виктор Авдеев, заведующий кафедрой химической технологии и новых материалов Института новых углеродных материалов и технологий МГУ им. М.В. Ломоносова.
До последнего времени изостатический графит в России не производили. Мировой рынок этого наукоемкого продукта, который уже сейчас составляет 1,5 миллиарда долларов, поделен между Японией, США, Германией и Китаем. Промышленная группа «Энергопром» решила запустить сверхматериал в серийное производство у нас. Его будут делать в Челябинске. Стоимость проекта 20 миллионов долларов.
Генеральный директор ЗАО «Энергопром Менеджмент» Алексей Надточий говорит: «Уже сегодня, чем глубже вопросом занимаемся, понимаем, что уже опаздываем. Спрос превышает предложение. И сегодня спрос все больше и больше и в России, и во всем мире».
В Челябинске планируют выпускать столько сверхпрочного графита, что хватит не только нашей стране. Половина продукции пойдет на экспорт. Начало его производство в России вернет нашу страну в клуб графитовых держав. Это даже не материал будущего, а основа для будущих материалов, говорят участники проекта, без которых развитие высоких технологий будет невозможно.
В Челябинске запустили производство материалов для ракет и реакторов атомных станций
Особенный изостатический графит в России больше никто не выпускает.
Особенный изостатический графит в России производят только на челябинском предприятии
Фото: пресс-служба Челябинского электродного завода
Уникальное для России производство открылось сегодня, 8 декабря, на челябинской площадке компании «Донкарб Графит». Теперь здесь производят основу для материалов будущего, из которых делают полупроводники, ракеты, реакторы атомных электростанций и солнечные батареи.
Прежде изостатический графит особых марок производили исключительно за границей. В Челябинске запустили новую линию пекопропитки, предназначенную для производства этого уникального материала для наукоемких отраслей.
В отличие от обычного, изостатический графит более плотный и прочный. Он помогает значительно увеличить срок службы и повысить характеристики инновационной продукции в металлургии, машиностроении, химической и электронной промышленности. По сути, это основа для материалов будущего, без которых развивать высокие технологии сегодня невозможно.
В уникальное для России производство инвестировано 300 миллионов рублей
Фото: пресс-служба Челябинского электродного завода
Участок пекопропитки обошёлся группе «Энергопром» («Донкарб Графит» входит в её состав) в 300 миллионов рублей. Во всё производство изостатического графита за пять лет инвестировано около миллиарда рублей. Модернизирован смесильно-прессовый участок — запущены современная компаундирующая линия, мельничные комплексы, а также обжиговые отделения — печи с выкатным подом, поставляемые компанией Tenova Core.
— Теперь мы готовы заменить качественным отечественным продуктом аналоги из Японии, США, Германии и Китая, — рассказал управляющий директор «Донкарб Графит» Сергей Сотников. — И это не предел. Предприятие осваивает ряд перспективных направлений. Идёт научно-исследовательская работа по освоению новых видов продукции и расширению рынка сбыта в перспективных направлениях отечественной промышленности.
Здесь производят основу для материалов будущего, из которых делают полупроводники, ракеты, реакторы атомных электростанций и солнечные батареи
Фото: пресс-служба Челябинского электродного завода
В следующем году компания намерена нарастить мощности по производству изостатического графита до 400 тонн в год. Также в планах — выпустить первые 70 тонн изостатического графита новой марки ИГ-175 — ещё более высокой плотности и прочности. А при запуске второй очереди проекта будет установлен второй автоклав.
Кстати, всё новое оборудование обеспечивает максимальную защиту окружающей среды, что весьма актуально для Южного Урала.
Группа «Энергопром» (ЭПМ) — ведущая российская компания, специализирующаяся на выпуске углеграфитовой продукции. До половины продукции экспортирует в 50 стран мира. В группу ЭПМ входят три крупнейших электродных завода — Челябинский, Новосибирский и Новочеркасский, а также ООО «Донкарб Графит» с площадками в Новочеркасске и Челябинске.
Всего на челябинской площадке компании «Докарб Графит» трудится 600 человек
Фото: пресс-служба Челябинского электродного завода