黒鉛は高温に耐えることで知られている。しかし、その性能は環境条件、特に酸素の存在に大きく影響される。
考慮すべき4つのキーファクター
1.酸化と環境感受性
黒鉛は酸素に弱く、空気に触れると約500℃で酸化し始める。この酸化は、特に繰り返し曝されることで、質量の急激な低下と構造劣化を引き起こす可能性がある。これを防ぐため、黒鉛は酸素濃度の低い環境や真空条件下で使用されることが多い。例えば、10-2torr以下の圧力では、黒鉛は2450℃まで使用でき、10-4torrでは2150℃まで使用できる。
2.機械的および熱的特性
グラファイトは高い機械的強度と優れた耐熱衝撃性を示す。これは、高温用途での長寿命に貢献する。大幅な寸法変化なしに急速な加熱・冷却サイクルに耐えることができるため、精密な温度制御を必要とするプロセスに最適です。グラファイト発熱体は、機械的安定性を維持するため、他の材料よりも厚く設計されています。また、電気抵抗を効果的に管理するため、電圧を下げ、電流を高くして使用します。
3.用途と適合性
黒鉛は高温炉、特に最高温度 2500℃以上で運転できる高温黒鉛 (HTG) 炉で一般的に使用されます。これらの炉は、炭素を含む環境の影響を受けないプロセスに使用される。さらに、黒鉛はその耐食性が評価され、脱ガスシャフト、インペラー、インジェクションチューブなど様々な工業部品に使用されている。また、高温での熱安定性と寸法安定性から、凧のフレームや釣り竿のような娯楽用製品にも適している。
4.高温使用の管理
黒鉛は非常に高い温度に耐えることができますが、そのような条件下での使用は、酸化を避け、そのユニークな機械的および熱的特性を効果的に活用するために、慎重に管理する必要があります。
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