真空炉中的资料特性要求:物理化学性能的极限应战
真空炉的工作环境通常伴随高温(1000–2500°C)、真空或慵懒气氛、强腐蚀性介质等极端条件,因此石墨制品需满意以下中心特性要求:
超高纯度与低杂质含量
纯度规范:石墨纯度需达到99.9%以上,要害部件(如加热元件)甚至要求99.99%以上的超高纯度,以避免杂质在高温下蒸发污染工件。例如,半导体单晶硅生长炉中,石墨坩埚的金属杂质(如Fe、Ni)含量必须低于10ppm。
灰分控制:灰分含量需低于0.1%,避免灰分在高温下形成熔融物,导致炉内结渣或资料失效。
极端温度下的稳定性
高温强度:石墨在2500°C以下需保持稳定机械强度,抗弯强度应高于20MPa(测试规范:ASTM C651)。
抗热震性:石墨需耐受瞬间温度改变(如从2000°C骤降至室温),热震系数(ΔT)需超过500°C/min。
化学慵懒与抗腐蚀才能
抗氧化性:在真空或低氧环境中,石墨需通过外表SiO2保护膜或涂层技能,实现抗氧化寿命超过1000小时(800°C工况)。
耐腐蚀性:在熔融金属(如铝液)、酸性气体(如Cl2)环境中,石墨需具有长期抗腐蚀才能,腐蚀速率低于0.1 mm/年。
导电与导热性能的精准调控
导电性:电阻率需控制在8–15μΩ·m范围内,以满意不同功率加热元件的电流承载需求。
热导率:石墨的导热系数需根据应用场景调整,例如隔热屏需低热导率(<10W/m·K),而散热部件则需高热导率(>100 W/m·K)。
