Die Herstellung von Graphit umfasst mehrere wichtige Schritte, angefangen bei der Aufbereitung der Rohstoffe bis hin zur endgültigen Formgebung und Behandlung des Graphitprodukts.
8 Schlüsselschritte erklärt
1. Aufbereitung von Rohstoffen
Die wichtigsten Rohstoffe für die Herstellung von Graphit sind Koks und Graphit. Diese Materialien werden zunächst zu feinen Partikeln gemahlen. Diese Partikel werden dann in Mischern mit Bindemittelpech zu einer homogenen Masse vermischt.
2. Formgebung
Das Gemisch wird dann durch Techniken wie isostatisches Pressen, Strangpressen, Vibrationsformen oder Formpressen in die gewünschte Form gebracht. Das Ergebnis ist ein "grünes" Material, das die Vorform des Graphitprodukts darstellt.
3. Karbonisierung
Das geformte "grüne" Material wird in einer sauerstofffreien Umgebung bei etwa 1000°C einem Karbonisierungsprozess unterzogen. Dabei bilden sich Bindemittelbrücken zwischen den festen Partikeln, die die strukturelle Integrität des Materials verbessern.
4. Graphitierung
Nach der Karbonisierung wird das Material graphitiert. Bei diesem Prozess wird der amorphe Kohlenstoff in eine geordnete 3-D-Graphitstruktur umgewandelt. Dies geschieht durch Erhitzen des Materials auf etwa 3000 °C in einer inerten Atmosphäre. Während dieses Prozesses ordnen sich die Kohlenstoffatome in Graphenschichten um und bilden einen perfekten Graphitkristall.
5. Sekundäres Pulverisieren und isostatisches Pressen
Nach der anfänglichen Formgebung und Wärmebehandlung kann das Graphitmaterial weiter gemahlen werden, um die gewünschte Korngröße zu erreichen. Die feinen Körner werden dann einem isostatischen Pressen unterzogen, bei dem sie in Formen gelegt und einem hohen Druck (über 150 MPa) ausgesetzt werden. Dies gewährleistet eine gleichmäßige Verteilung und Anordnung der Graphitpartikel, was zu gleichmäßigen Eigenschaften des gesamten Materials führt.
6. Spanende Bearbeitung und Formgebung
Das graphitierte Material wird dann mit Hilfe von Techniken wie Extrusion, Formpressen oder isostatischem Pressen in die endgültigen Produktformen wie Rohre, Stäbe oder Platten gebracht. Diese Verfahren ermöglichen die Anpassung der Abmessungen und Eigenschaften an die jeweiligen Anwendungen.
7. Reinigung und Oberflächenbehandlung
Für Anwendungen, die eine hohe Reinheit erfordern, wie z. B. in der Halbleiterindustrie, wird der Graphit durch chemische Verfahren gereinigt, die häufig eine Behandlung mit Halogengasen bei hohen Temperaturen beinhalten. Die Oberfläche des Graphits kann auch behandelt werden, um je nach Verwendungszweck bestimmte Oberflächen zu erzielen.
8. Endkontrolle und Verschiffung
Nach allen Verarbeitungsschritten wird das Graphitprodukt auf seine Qualität geprüft und für den Versand an den Kunden vorbereitet.
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