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      特種石墨作為一種高品質(zhì)石墨，具有更高的純度、強(qiáng)度和密度，是戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)不可替代的重要資源之一，廣泛應(yīng)用于光伏、半導(dǎo)體、新能源電池、冶金、化工、機(jī)械、電子等行業(yè)。

 

來源：西格里碳素

 

 

光伏行業(yè)

 

       在光伏產(chǎn)業(yè)中，特種石墨的核心應(yīng)用場景是單晶硅生長爐的石墨熱場系統(tǒng)。光伏太陽能產(chǎn)業(yè)的持續(xù)高速發(fā)展，直接驅(qū)動了特種石墨需求的穩(wěn)步增長。

       光伏級單晶硅片的生產(chǎn)依賴單晶硅生長爐，其所有工藝均在高溫、腐蝕環(huán)境下進(jìn)行——例如CZ直拉法制備太陽能級單晶硅時(shí)，會接觸腐蝕性極強(qiáng)的硅蒸氣。因此，生長爐熱場必須采用耐高溫、耐腐蝕的石墨部件。

 

CZ直拉爐用石墨部件

來源：西格里碳素

 

     單晶硅生長爐的核心構(gòu)成包括坩堝、導(dǎo)流筒、保溫桶、加熱器、托桿、電極等組件。其中，加熱器作為熱場直接發(fā)熱體，多為電阻式結(jié)構(gòu)，對材料電阻率的均勻性和一致性要求極高，通常采用等靜壓石墨材質(zhì)制造。

 

新能源電池行業(yè)

 

      特種石墨在鋰電行業(yè)中主要作為負(fù)極材料碳化燒結(jié)用的坩堝。負(fù)極材料在鋰電池中主要是作為儲鋰的主體，在充放電的過程中實(shí)現(xiàn)鋰離子的嵌入和脫嵌。隨著全球鋰電行業(yè)的快速擴(kuò)張，動力電池、儲能電池等市場需求持續(xù)攀升，特種石墨的市場需求也隨之顯著提升。

 

鑄造行業(yè)

 

      在鑄造行業(yè)，特種石墨是制作結(jié)晶器不可替代的材料，運(yùn)用在大規(guī)模連鑄生產(chǎn)純銅、青銅、黃銅的過程中，是結(jié)晶器中的關(guān)鍵部件。

 

      生產(chǎn)實(shí)踐表明，采用石墨模具進(jìn)行連續(xù)鑄造，具備兩大核心優(yōu)勢：一是導(dǎo)熱性能優(yōu)異，直接決定金屬或合金的凝固速度；二是自潤滑性能良好，可大幅提升鑄型效率。同時(shí)，石墨模具鑄造的鑄錠尺寸精度高、表面光滑、結(jié)晶組織均勻，可直接進(jìn)入下道工序加工，不僅顯著提高成品率、減少廢品損失，更能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的大幅升級。

 

核工業(yè)領(lǐng)域

 

      在高溫氣冷堆等核反應(yīng)堆中，石墨兼具中子慢化劑與優(yōu)良反射劑的雙重功能，其*的性能優(yōu)勢使其成為核工業(yè)領(lǐng)域的關(guān)鍵材料。此外，特種石墨還可用于制造熱結(jié)構(gòu)件，其中各向同性石墨材料廣泛應(yīng)用于石墨球、堆芯材料、電極等核石墨制品的生產(chǎn)。

 

      核反應(yīng)堆運(yùn)行環(huán)境極端，對石墨材料提出嚴(yán)苛要求：結(jié)構(gòu)完整性，各向同性石墨能承受多方向負(fù)荷，避免結(jié)構(gòu)薄弱點(diǎn)，保障長期服役穩(wěn)定性；高純度要求，石墨中的硼、鎘等雜質(zhì)元素會吸收中子，降低減*率并影響核反應(yīng)可控性，且雜質(zhì)可能在輻射下變得放射性活躍，產(chǎn)生放射性廢物。高純度石墨可減少雜質(zhì)含量降低非預(yù)期中子吸收與放射性廢物生成風(fēng)險(xiǎn)，便于反應(yīng)堆廢物處理；極端環(huán)境穩(wěn)定性，高純度石墨在高溫、輻射環(huán)境下化學(xué)穩(wěn)定性更強(qiáng)，抗腐蝕性介質(zhì)能力突出，能保持物理性能完整性，避免性能退化。這些特性共同保障了反應(yīng)堆的安全、效率與長期穩(wěn)定性，是核反應(yīng)堆設(shè)計(jì)與運(yùn)行的核心支撐。

 

半導(dǎo)體行業(yè)

 

來源：西格里碳素

 

     在半導(dǎo)體制造流程中，特種石墨的應(yīng)用貫穿晶體生長、退火等關(guān)鍵高溫工藝。作為爐襯材料，它能提供高溫穩(wěn)定、化學(xué)惰性的環(huán)境，確保半導(dǎo)體材料的純度與性能一致性；在硅晶片生產(chǎn)加工中，特種石墨制成的載體板或支架，憑借良好的導(dǎo)熱性能與機(jī)械穩(wěn)定性，保障晶片在高溫環(huán)境下均勻加熱與快速冷卻；此外，半導(dǎo)體工業(yè)中的等靜壓石墨精制品還用于硅外延設(shè)備，以及表面碳化硅涂層的立式、盤式石墨基座等關(guān)鍵部件。

 

電火花加工

 

     電火花加工（EDM）是一種通過電火花產(chǎn)生的高溫腐蝕金屬的加工方法。石墨電極相較于銅電極而言，具有以下明顯的技術(shù)優(yōu)勢：加工簡單；密度更低；加工過程不會因熱量堆積產(chǎn)生變形和應(yīng)力；熱膨脹系數(shù)在3100℃以上仍能保持較低水平。

 

人造金剛石領(lǐng)域

 

      在人造金剛石領(lǐng)域，特種石墨主要作為人造金剛石制品的燒結(jié)模具，用于限定金剛石制品的形狀和尺寸，是制造金剛石刀頭、磨片、鋸片等制品的必備耗材。

 

其它領(lǐng)域

 

來源：西格里碳素

 

      除上述重點(diǎn)領(lǐng)域外，特種石墨的應(yīng)用還涵蓋多個(gè)細(xì)分場景：稀土行業(yè)永磁材料燒結(jié)用石墨坩堝、金剛石工具與硬質(zhì)合金的燒結(jié)模具、光纖拉絲機(jī)的熱場部件（加熱器、保溫筒等）、真空熱處理爐的熱場部件（加熱器、承載框等），以及精密石墨熱交換器、機(jī)械密封部件、活塞環(huán)、軸承、火箭噴嘴等關(guān)鍵零部件，充分展現(xiàn)了其應(yīng)用的廣泛性與多功能性。

 

參考來源：

史澄輝.特種石墨的分類、應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)政策

王君卓.高強(qiáng)石墨的燒結(jié)制備與性能研究

東方碳素、寧新新材招股說明書；西格里碳素、信瑞達(dá)石墨官網(wǎng)

（來源鏈接：https://mp.weixin.qq.com/s/Akitzq4xWDLxK2IpDgYDTg）