精密石墨模具加工在石墨化温度上的处理-伟名石墨

通常的石墨化处理是升温到2400~2800℃然后冷却，低沸点的杂质如Si、Ca、Al和Mg都挥发掉了。较麻烦的是难熔金属，它们形成高熔点的碳化物，通常这类碳化物在石墨化温度下是不分解的。硼的热中子吸收截面很高（75MPa)，形成的碳化物熔点达2350℃，但一直到3500℃还不沸腾，并在石墨结构中形成稳定的置换式固溶体，钒吸收截面为0.5MPa，形成的碳化物到2800℃还不熔化。精密石墨模具加工的纯化是采用改进的艾其逊炉，工作温度在2400~2800℃。制品装料方式见图3-1。垂直安放的精密石墨模具加工之间有适当的空隙，在这些空隙内填以焦炭电阻体。当电流沿炉子纵向流过时，热量主要在焦炭电阻体上产生。精密石墨模具加工由起电阻作用的一层焦炭包围起来，外面的绝缘层是SiC粒、块和焦炭以及砂子的混合物。

图是修改后作为气体净化用的炉子的等角投影剖面图。净化炉中的所有填料和绝缘材料都由石油焦制成。图中A、D、E是绝缘区，由低渗透性的颗粒和粉末组成，用以隔离气体。区域B和C只填颗粒，气体可以自由通过。卤素气体通过管子引到炉子的底部，在那里颗粒疏松的区域B有助于气体均匀分布。挥发的卤素化合物和残余的卤素气体集合到角锥区C，由烟罩收集，经过洗净器最后排到外面。减速剂石墨的含硼量应小于或等于1ug，硼是最坏的污染物。杂质硼要求用氟净化，反应温度必须在2500℃以上，这时杂质在固体中的扩散速率才能高到使内部杂质迅速扩散迁移到晶体表面，与气体进行反应。净化炉必须用惰性气体冲洗，直到低于石墨氧化温度为止。气体净化的动力学表明扩散是其自约因素，因此必须避免内部初始杂质的浓度过大。

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