高純石墨的生產(chǎn)工藝

　　高純金屬及半導(dǎo)體材料的生產(chǎn)經(jīng)常會用到石墨坩堝，為了讓金屬和半導(dǎo)體材料達(dá)到一定的純度，減少雜質(zhì)的數(shù)量，要求使用含碳量很高，雜質(zhì)很低的高純石墨。

生產(chǎn)高純石墨時，從原材料的選擇上就應(yīng)該開始嚴(yán)格的控制雜質(zhì)的含量，要選擇灰份低的原材料，并在加工高純石墨過程中防止增加雜質(zhì)。在石墨化的高溫進(jìn)行下，很多雜質(zhì)元素的氧化物在不斷分解和蒸發(fā)，溫度越高，雜質(zhì)排除的就越多，生產(chǎn)出來的高純石墨就越純。在生產(chǎn)一般石墨化產(chǎn)品時，爐芯最高溫度達(dá)到2300℃左右，殘留雜質(zhì)含量為0.1%—0.3%左右。如果將爐芯溫度提高到2500-3000℃，那殘留雜質(zhì)含量將會大大減少。生產(chǎn)高純石墨產(chǎn)品時，電阻料及保溫料通常使用低灰分的石油焦。

即使單純提高石墨化溫度達(dá)到2800℃的高溫，有些雜質(zhì)還是很難去除的。青島華泰石墨公司采用縮小爐芯及提高電流密度等提高溫爐的方法提取高純石墨，將石墨化爐產(chǎn)量降低，電量消耗增加，因此生產(chǎn)高純石墨時在石墨化爐溫度達(dá)到1800℃時，通入凈化氣體，如通入氯氣、氟利昂等可使石墨中更含有的頑固雜質(zhì)生成容易分解和氣化的氯化物和氟化物，一直在停電后繼續(xù)加入數(shù)小時，這是為了防止氣化的雜質(zhì)反方向向爐內(nèi)擴(kuò)散，在通入一些氮?dú)鈴氖珰饪字序?qū)除剩余的凈化氣體，方便出爐操作。

   我們用表格的方式來看一下使用凈化氣體降低灰分的效果：

使用凈化氣體降低灰分效果

現(xiàn)將生產(chǎn)高純石墨的石墨化工藝條件，凈化氣體選用氯氣與氟利昂舉例介紹一下：

爐芯溫度達(dá)到2650℃以上；耗電量為每噸產(chǎn)品8000-9000度；通氣提純條件為：

1.當(dāng)爐芯溫度達(dá)到1800℃時，通入氮?dú)猓?/span>

2.當(dāng)爐芯溫度達(dá)到1950℃時，通入氯氣；

3.當(dāng)爐芯溫度達(dá)到2350℃時，通入氟利昂與氯氣共吹；

在提取高純石墨時每噸產(chǎn)品耗用凈化氣體數(shù)量為：

1.液氯為40-60公斤；

2.氮?dú)鉃?0-30公斤；

3.氟利昂為15-30公斤。