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等静压石墨的应用及发展方向

等静压石墨的研发方向我国等静压石墨的研发方向是什么?应该是竞争对手首先考虑的。作者认为等静压石墨材料的发展方向与应用领域的需求发展趋势相一致,研发品种应与市场需求同步。

1.太阳能电池和半导体晶片用石墨:光伏行业用石墨材料:由于等静压石墨材料的高强度、高密度和良好的各向同性,使得制成的石墨零件在使用过程中受热均匀,同时由于材料的密度均匀,可以有效降低材料快速冷却和快速加热产生的内应力(抗热震性好),因此可以大大延长设备或器具的使用寿命周期。因此,在半导体和太阳能工业中,大量使用等静压石墨(各向同性石墨)制作热场石墨元件(坩埚、加热器、导流管、保护罩等。)的Cz单晶直拉炉。多晶硅熔铸炉加热器;加热器、坩埚等部件。用于制造化合物半导体。等静压石墨是一种精细的石墨材料,具有其他普通石墨不具备的优异性能。是多晶硅和单晶硅制造热领域耐热材料的首选。太阳能光伏发电发展迅速。在过去的10年中,全球太阳能光伏产业年均增长率为41.3%。尽管2009年发生了经济危机,但全球太阳能产业仍然保持了30%以上的增长率。哥本哈根气候论坛之后,会有更大的发展空间。预计从2010开始,全球太阳能市场年均增长率为50% ~ 60%。中国作为世界上最大的太阳能光伏生产国,产量占全球的70%。2009年,该行业消耗了5000多吨高级石墨材料。据预测,未来等静压石墨材料的年需求量将以平均25-30%的速度增长,光伏行业单晶硅和多晶硅生产对石墨的需求巨大。清洁能源的发展、市场需求和政策支持是行业发展的最有利条件。大尺寸、高纯度、高密度、高强度和等静压(各向同性)石墨材料是电子和光伏产业发展的需要,“十二五”期间将是国内等静压石墨制造企业发展的最佳时机。目前单晶尺寸正在向大标准化发展,前几年盛行的18寸炉迅速取代了2010 ~ 2011的20寸炉,并有向更大规格发展的趋势;多晶硅也在向大型化发展。另外,多晶硅的准入规则还在讨论中,高端产品是发展方向。光伏行业产品的大型化、高标准化决定了对石墨的要求更高,即规格更大、强度更高、纯度更高;

2.电火花加工用石墨和铜电极与石墨电极相比的优点:石墨的比重是铜的1/5,同样体积的石墨重量比铜轻5倍。便于制造大型模具;石墨的加工速度快,一般比普通金属快3 ~ 5倍,可以减少刀具的磨损和电极的损耗;石墨熔点高,容易变形,不用担心加工过度变形而损坏工件;石墨加工后一般不需要抛光。误差减小,生产周期缩短。石墨的电火化加工速度快,损耗小。只要匹配合理的加工参数,石墨电极理论上可以实现零损耗,减少电极的重复加工次数。由于石墨材料相对于铜材具有上述优势,目前很多模具厂都在转产石墨加工,以缩短产品的交货期,增强市场竞争力。目前欧洲电火化的石墨和铜的比例是8:2,中国是3:7。随着铜价的上涨和技术的进步,石墨的使用比例会不断增加。因此,我国电火花加工用石墨的发展空间很大。“十五”期间,模具市场需求旺盛,前景看好。目前,模具已经成为很多行业发展的瓶颈。为了更好地满足国民经济各行业发展的需要,“十五”期间模具产量每年将增长15%左右。随着机械制造设备的更新换代和制造技术的提高,模具产品的发展将向精密、大型、复杂和长寿命方向发展,多功能复合模具将进一步发展。因此,要求石墨材料规格较大。

3.高气冷堆堆芯结构石墨材料:“高气冷堆”是清华大学核能与新能源技术研究院自主研发的具有完全自主知识产权的第四代核反应堆,处于国际领先水平。高气冷堆工程已被国家列为“国家重大工程”。在建的“华能石岛湾核电站(示范堆)”所需石墨材料量为1.2万吨,占示范堆总投资费用的1.5%。为了中国核能产业的健康发展,国内许多专家呼吁国内企业参与到核石墨的研发中来。国内核石墨材料专家徐世江教授说:“核石墨是高气冷堆的关键材料,没有它就没有高堆。核石墨是防止核扩散的敏感材料。虽然目前可以进口,但一旦国际形势发生变化,其进口随时可能中断。为了自主发展中国的高气冷堆工业,必须解决核石墨的国产化问题。2009年,成都炭素为清华核能研究所提供首批40吨等静压核石墨材料,保质保量按期完成核石墨材料供应。产品主要技术指标超出预期,核石墨试制任务圆满完成,在核石墨国产化进程中迈出了可喜的一步。核石墨和常规工程中使用的石墨有两个主要区别。目前国内核石墨材料的发展还缺少辐照试验,这是下一步发展必须面对的过程。除辐照要求外,冷态核石墨的质量要求是:规格大、质量稳定、热稳定性好、热膨胀系数低、核纯度高(50ppm以下)。等静压石墨是一种新型石墨材料,是石墨材料中的精品。由于它的一系列优良特性,必然会与高新技术竞争。随着科学技术的发展,静压石墨的国内外市场容量日益增加,发展潜力巨大。为此,目前国内掀起了一股等静压石墨生产热潮。一些以生产模压石墨为主的炭素生产企业看中这块“大蛋糕”,纷纷挤进等静压石墨生产行列。竞争必然进入白热化状态,竞争对手包括国外同行。在激烈的市场竞争中,国内等静压石墨生产企业的立足点和出路是:升级产品,向大规格、细结构(超细结构)、高强度、高纯度、多功能方向发展,顺应光伏产业、机械制造、核能利用的发展趋势,更好地服务于我国国民经济的发展。