Kain felt grafit berbahan dasar viskosa

Kempa grafit dibagi menjadi tiga jenis: kempa grafit berbahan dasar aspal, kempa grafit berbahan dasar poliakrilonitril (berbasis PAN), dan kempa grafit berbahan dasar viscose karena bahan kempa mentah yang digunakan berbeda. Kegunaan utamanya adalah sebagai bahan pengawet dan insulasi panas untuk tungku peleburan silikon kristal tunggal. Dalam industri kimia, dapat digunakan sebagai bahan filter untuk reagen kimia korosif dengan kemurnian tinggi.

Kempa karbon diolah pada suhu tinggi lebih dari 2000°C dalam kondisi vakum atau atmosfer inert untuk menjadi kempa grafit. Kandungan karbonnya lebih tinggi dibandingkan karbon terasa, mencapai lebih dari 99%. Pada akhir tahun 1960-an, produk kain kempa grafit tersedia di dunia. Kempa grafit dibagi menjadi tiga jenis: kempa grafit berbahan dasar aspal, kempa grafit berbahan dasar poliakrilonitril, dan kempa grafit berbahan dasar viscose karena bahan kempa mentah yang digunakan berbeda.

Diantaranya, aspal yang diwakili oleh Kureha Chemical Jepang merupakan produk utama dalam industri insulasi. Kempa insulasi Eropa dan Amerika pada dasarnya berbahan dasar viscose, sedangkan sebagian besar kempa isolasi domestik berbahan dasar poliakrilonitril. Proses: Potong kempa karbon berbahan dasar poliakrilonitril atau kempa karbon berbahan dasar viscose sesuai ukuran yang diinginkan, gulung ke dalam silinder dan masukkan ke dalam wadah yang terbuat dari bahan grafit, tempatkan wadah grafit tersebut ke dalam tungku suhu tinggi (tungku suhu tinggi adalah tungku tabung grafit, tungku induksi frekuensi menengah, frekuensi tinggi atau tungku suhu tinggi lainnya dengan bentuk pemanas), dan gunakan pelindung gas inert vakum atau kemurnian tinggi untuk memanaskannya hingga 2200-2500℃ dengan laju pemanasan 100-300℃/jam, lalu dinginkan secara alami hingga 100℃.

Grafit berbahan dasar poliakrilonitril lebih kuat dan memiliki kemampuan antioksidan yang lebih kuat dibandingkan bahan grafit berbahan viscose, namun memiliki fleksibilitas yang buruk, kepadatan volume yang tinggi, dan kinerja insulasi termal yang baik. Selain kemurnian tinggi, ketahanan suhu tinggi, ketahanan korosi dan karakteristik grafit blok yang tidak meleleh, mereka juga memiliki keunggulan elastisitas, pelipatan sewenang-wenang, pemotongan dan penjahitan dengan benang grafit. Kegunaan utama dari kain kempa grafit adalah sebagai bahan isolasi termal untuk tungku peleburan silikon kristal tunggal. Dalam industri kimia, dapat digunakan sebagai bahan filter untuk reagen kimia korosif dengan kemurnian tinggi. Kain kempa grafit dapat digunakan pada suhu sekitar 3000°C dalam kondisi atmosfer non-oksidasi.

1. Konduktivitas
Konduktivitas kain kempa grafit berasal dari struktur mikronya yang tersusun dari serat grafit, dan grafit sendiri merupakan bahan konduktif yang sangat baik. Bahan grafit dapat menghantarkan arus pada kondisi resistansi rendah, sehingga sangat populer dalam aplikasi elektrokimia.

2. Tahan suhu tinggi
Kempa grafit memiliki ketahanan suhu tinggi yang sangat baik dan biasanya stabil di lingkungan bersuhu tinggi di atas 2000°C. Dalam lingkungan vakum atau gas inert, suhu ketahanan oksidasinya bahkan lebih tinggi. Oleh karena itu, penerapan bahan grafit pada bidang bersuhu tinggi sangatlah penting, seperti bahan insulasi suhu tinggi atau lapisan tungku perlakuan panas.

3. Stabilitas kimia
Kain grafit memiliki ketahanan korosi kimia yang sangat baik dan dapat tetap stabil di lingkungan asam, basa, atau lingkungan kimia korosif lainnya. Terutama di lingkungan asam kuat seperti asam sulfat dan asam fluorida, ketahanan terhadap korosi memungkinkannya digunakan di berbagai reaktor kimia dan tangki penyimpanan.

4. Kepadatan rendah dan porositas tinggi
Bahan grafit biasanya memiliki kepadatan rendah dan porositas tinggi, sehingga sangat ringan, dan juga memiliki sifat permeabilitas dan adsorpsi gas yang baik. Struktur porositas yang tinggi membuat grafit terasa dengan luas permukaan spesifik yang besar, yang membantu transpor elektron dan pertukaran material dalam reaksi elektrokimia.

5. Kinerja isolasi termal yang baik
Struktur berpori dari grafit memberikan efek insulasi termal yang sangat baik, terutama di lingkungan bersuhu tinggi, konduktivitas termalnya yang rendah dapat secara efektif mengurangi konduksi panas. Bahan grafit sering digunakan sebagai bahan insulasi untuk memastikan panas pada peralatan atau sistem terkendali.

6. Fleksibilitas mekanis
Meskipun grafit adalah bahan yang rapuh, struktur kempa grafit memberikan fleksibilitas mekanis yang relatif. Itu dapat diproses menjadi berbagai bentuk dan ukuran untuk beradaptasi dengan skenario aplikasi yang berbeda. Pada saat yang sama, fleksibilitasnya juga membuatnya cocok untuk penggunaan komposit dengan material lain.

1. Aplikasi elektrokimia
Bahan grafit banyak digunakan dalam bidang elektrokimia, terutama pada sel bahan bakar, sel elektrolitik, superkapasitor dan perangkat lainnya: Elektroda sel bahan bakar: Dalam sel bahan bakar membran penukar proton, kain grafit dapat digunakan sebagai bahan elektroda. Karena konduktivitasnya yang tinggi dan kapasitas difusi gasnya, ia dapat secara efektif meningkatkan transmisi dan reaksi elektrokimia hidrogen atau oksigen. Sel elektrolitik: Bahan grafit digunakan sebagai bahan katoda atau anoda dalam beberapa aplikasi elektrolitik. Konduktivitas dan stabilitas kimianya memastikan efisiensi tinggi dan daya tahan proses elektrolitik. Superkapasitor: Karena luas permukaan spesifiknya yang besar dan sifat konduktifnya, kain grafit juga digunakan sebagai bahan elektroda untuk superkapasitor guna membantu mencapai penyimpanan energi yang efisien.

2. Bidang perlakuan panas suhu tinggi
Kempa grafit sering digunakan sebagai bahan insulasi termal pada tungku bersuhu tinggi karena ketahanan suhu tinggi dan sifat insulasi termalnya yang sangat baik: Lapisan tungku suhu tinggi: Kempa grafit digunakan sebagai bahan insulasi termal dalam tungku vakum atau tungku perlakuan suhu tinggi, yang dapat memberikan pelindung termal yang efektif pada suhu tinggi untuk mencegah kehilangan panas. Tungku pertumbuhan kristal: Dalam proses produksi bahan dengan kemurnian tinggi seperti silikon kristal tunggal, kain grafit sering digunakan sebagai lapisan insulasi untuk memastikan kontrol suhu selama pertumbuhan kristal.


3. Anti korosi dan filtrasi
Ketahanan korosi dan adsorpsi yang baik dari bahan grafit membuatnya banyak digunakan di bidang kimia dan lingkungan: Filtrasi gas korosif: Karena ketahanan kimia dan porositasnya yang tinggi, bahan grafit dapat menyaring dan memurnikan gas atau cairan korosif, seperti untuk adsorpsi dan filtrasi gas asam sulfat. Lapisan reaktor kimia: Bahan grafit dapat digunakan sebagai bahan pelapis wadah atau reaktor di beberapa lingkungan yang sangat korosif untuk memainkan peran anti korosi dan pelindung.

4. Luar Angkasa
Kempa grafit banyak digunakan di bidang dirgantara karena bobotnya yang ringan, kekuatan tinggi, tahan suhu tinggi, dan insulasi termal. Hal ini terutama digunakan sebagai lapisan isolasi termal dan bahan perlindungan suhu tinggi di mesin roket, satelit dan pesawat ruang angkasa.

5. Energi matahari dan penyimpanan energi
Konduktivitas termal dan konduktivitas listrik dari bahan grafit membuatnya banyak digunakan dalam pemanfaatan panas matahari dan sistem penyimpanan energi. Misalnya, kain grafit dapat digunakan sebagai bahan penyerap panas pada kolektor surya dan juga dapat digunakan sebagai lapisan konduktif pada perangkat penyimpanan energi.

6. Medan energi nuklir
Bahan grafit juga digunakan dalam reaktor nuklir sebagai reflektor neutron termal dan bahan insulasi suhu tinggi untuk menjamin stabilitas dan keselamatan pengoperasian reaktor.