흑연은 원료를 고도로 정돈된 결정 구조로 변환하는 일련의 복잡한 공정을 통해 인위적으로 제조됩니다.
사용되는 주요 원료는 코크스와 흑연입니다.
이러한 재료는 분쇄되고 바인더(일반적으로 피치)와 혼합되어 균질한 덩어리를 형성합니다.
그런 다음 혼합물은 등방성 프레스, 압출 또는 다이 성형과 같은 기술을 사용하여 모양을 만듭니다.
흑연은 어떻게 인공적으로 제조되나요? 5가지 주요 단계 설명
1. 균질한 덩어리 형성
주원료인 코크스와 흑연을 분쇄하고 바인더(일반적으로 피치)와 혼합하여 균질한 덩어리를 형성합니다.
2. 재료 성형
혼합물은 등방성 프레스, 압출 또는 다이 성형과 같은 기술을 사용하여 성형됩니다.
3. 탄화 공정
"그린" 재료로 알려진 성형된 재료는 약 1000°C의 무산소 환경에서 탄화 공정을 거칩니다.
이 과정을 통해 고체 입자 사이에 바인더 브릿지가 형성됩니다.
4. 흑연화
다음 단계인 흑연화는 불활성 분위기에서 재료를 약 3000°C까지 가열하여 비정질 탄소를 흑연으로 변환하는 중요한 과정입니다.
이 고온 처리는 탄소 원자를 흑연의 특징인 층상 구조로 정렬하여 강도와 전도성 등의 특성을 향상시킵니다.
5. 추가 처리 및 마무리
흑연화 후 흑연은 용도에 따라 추가 가공을 거칠 수 있습니다.
반도체 산업과 같이 고순도가 필요한 응용 분야의 경우, 흑연은 고온에서 할로겐 가스로 가열하여 불순물을 화학적으로 제거하는 정제 공정을 거칩니다.
흑연의 표면 특성을 개선하기 위해 표면 처리도 적용될 수 있습니다.
마지막으로 흑연은 고객 사양에 따라 원하는 모양과 크기로 가공되며, 배송을 위해 검사 및 포장됩니다.
이러한 세부적인 제조 공정을 통해 합성 흑연은 높은 열전도율과 고온에 대한 저항성 등 고유한 특성을 활용하여 다양한 하이테크 애플리케이션의 특정 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
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