அதி உயர் சக்தி கிராஃபைட் மின்முனைகளின் உற்பத்தி செயல்முறைக்கான சிறப்புத் தேவைகள் என்ன?

அதி உயர் சக்தி கிராஃபைட் மின்முனைகளின் உற்பத்தி செயல்முறையானது, உயர் மின்னோட்ட அடர்த்தி, உயர் வெப்ப அழுத்தம் மற்றும் கண்டிப்பான இயற்பியல்-வேதியியல் பண்புகள் ஆகியவற்றுக்கான கடுமையான தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய வேண்டும். அதன் முக்கிய சிறப்புத் தேவைகள், கீழே விவரிக்கப்பட்டுள்ளபடி, மூலப்பொருள் தேர்வு, வார்ப்புத் தொழில்நுட்பம், செறிவூட்டல் செயல்முறைகள், கிராஃபைட்டாக்கல் சிகிச்சை மற்றும் துல்லியமான இயந்திர வேலைப்பாடு ஆகிய ஐந்து முக்கிய நிலைகளில் பிரதிபலிக்கின்றன.

I. மூலப்பொருள் தேர்வு: உயர் தூய்மை மற்றும் சிறப்பு கட்டமைப்பை சமநிலைப்படுத்துதல்

முதன்மை மூலப்பொருள் தேவைகள்
ஊசி கோக் அதன் உயர் கிராஃபைட்டாக்கல் அளவு மற்றும் குறைந்த வெப்ப விரிவாக்கக் குணகம் (α₀-₀: 0.5–1.2×10⁻⁶/℃) காரணமாக முக்கிய மூலப்பொருளாகப் பயன்படுகிறது, இது அதி உயர் சக்தி மின்முனைகளின் கடுமையான வெப்ப நிலைத்தன்மை தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்கிறது. சாதாரண சக்தி மின்முனைகளில் முதன்மையாக பெட்ரோலியம் கோக்கைப் பயன்படுத்தும் நிலையில், அதி உயர் சக்தி மின்முனைகளில் ஊசி கோக்கின் உள்ளடக்கம் சாதாரண சக்தி மின்முனைகளை விட கணிசமாக அதிகமாக, 60%-க்கும் மேல் உள்ளது.

துணைப் பொருள் உகப்பாக்கம்
உயர் வெப்பநிலை மாற்றியமைக்கப்பட்ட பிட்ச், அதன் அதிக கார்பன் எச்ச விளைச்சல் மற்றும் குறைந்த ஆவியாகும் உள்ளடக்கம் காரணமாக ஒரு பிணைப்பானாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இது மின்முனையின் மொத்த அடர்த்தியையும் (≥1.68 கி/செ.மீ³) மற்றும் இயந்திர வலிமையையும் (வளைவு வலிமை ≥10.5 MPa) மேம்படுத்துகிறது. மேலும், துகள் அளவுப் பரவலைச் சரிசெய்து, கடத்துத்திறன் மற்றும் வெப்ப அதிர்ச்சி எதிர்ப்பை மேம்படுத்துவதற்காக உலோகவியல் கோக் சேர்க்கப்படுகிறது.

II. வார்ப்புத் தொழில்நுட்பம்: இரண்டாம் நிலை வார்ப்பு, அளவு வரம்புகளைக் கடக்கிறது

அதிர்வு-வெளியேற்ற கலப்பு வார்ப்பு
பாரம்பரிய செயல்முறைகள் பெரிய விட்டம் கொண்ட மின்முனைகளுக்காகப் பெரிய எக்ஸ்ட்ரூடர்களைச் சார்ந்துள்ளன, அதேசமயம் அதி உயர் சக்தி மின்முனைகள் இரண்டாம் நிலை வார்ப்பு முறையைப் பயன்படுத்துகின்றன:

• முதன்மை வார்ப்பு: சமமற்ற சுழல் இடைவெளி கொண்ட சுருள் தொடர் வெளியேற்றி ஒன்றைப் பயன்படுத்தி, கலக்கப்பட்ட மூலப்பொருள் முதற்கட்டமாக பச்சை நிறக் கட்டிகளாக அழுத்தப்படுகிறது.
• இரண்டாம் நிலை வார்ப்பு: அதிர்வு வார்ப்புத் தொழில்நுட்பம், பச்சை நிறக் கலவைகளில் உள்ள உள் குறைபாடுகளை மேலும் நீக்கி, அடர்த்திச் சீரான தன்மையை மேம்படுத்துகிறது.
  இந்த அணுகுமுறை, பாரம்பரிய செயல்முறை வரம்புகளைக் கடந்து, சிறிய உபகரணங்களைப் பயன்படுத்தி பெரிய விட்டம் கொண்ட மின்முனைகளை (எ.கா., 1,330 மிமீ வரை) உற்பத்தி செய்ய உதவுகிறது.

நுண்ணறிவு வெளியேற்ற உபகரணங்களின் பயன்பாடு
நுண்ணறிவு நீள நிர்ணயம், ஒத்திசைவான வெட்டுதல் மற்றும் கடத்தும் அமைப்புகளுடன் கூடிய 60 மெகாநெட் கிராஃபைட் மின்முனை வெளியேற்றியானது, பாரம்பரிய செயல்முறைகளுடன் ஒப்பிடும்போது நீள நிர்ணயத் துல்லியத்தை 55% அளவுக்கு மேம்படுத்துகிறது. இது முழுமையாகத் தானியங்கி தொடர்ச்சியான உற்பத்தியைச் சாத்தியமாக்குவதோடு, செயல்திறனையும் தயாரிப்பு நிலைத்தன்மையையும் கணிசமாக அதிகரிக்கிறது.

III. உட்புகுத்தல் செயல்முறை: உயர் அழுத்த உட்புகுத்தல் அடர்த்தியையும் வலிமையையும் மேம்படுத்துகிறது.

பல செறிவூட்டல்-பேக்கிங் சுழற்சிகள்
மிக அதிக சக்தி வாய்ந்த மின்முனைகளுக்கு, உட்புகுத்தும் பொருளாக நடுத்தர-வெப்பநிலை மாற்றியமைக்கப்பட்ட பிட்சைப் பயன்படுத்தி, 15%–18% எடை அதிகரிப்பு கட்டுப்படுத்தப்பட்ட நிலையில், 2–3 உயர் அழுத்த உட்புகுத்தல் சுழற்சிகள் தேவைப்படுகின்றன. ஒவ்வொரு உட்புகுத்தலையும் தொடர்ந்து, துளைகளை நிரப்புவதற்காக இரண்டாம் நிலை வெப்பமூட்டல் (1,200–1,250℃) செய்யப்படுகிறது. இதன் மூலம், 1.72 g/cm³-ஐத் தாண்டிய இறுதி மொத்த அடர்த்தியும், ≥26.8 MPa அமுக்க வலிமையும் அடையப்படுகின்றன.

இணைப்பான் வெற்றுப் பொருட்களின் சிறப்பு சிகிச்சை
அதிக மின்னோட்டப் பரிமாற்றத் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்யும் வகையில், இணைப்புப் பகுதிகள் ≤0.15 mΩ என்ற தொடுப்பு மின்தடையை உறுதி செய்வதற்காக, உயர் அழுத்த ஊடுருவல் (≥2 MPa) மற்றும் பல வெப்பச் சுழற்சிகளுக்கு உட்படுத்தப்படுகின்றன.

IV. கிராஃபைட்டாக்கல் செயல்முறை: அதி உயர் வெப்பநிலை மாற்றம் மற்றும் ஆற்றல் திறன் உகப்பாக்கம்

அச்செசன் உலை அதி உயர் வெப்பநிலை செயலாக்கம்
கார்பன் அணுக்களை இரு பரிமாண ஒழுங்கற்ற அமைப்பிலிருந்து முப்பரிமாண ஒழுங்கான கிராஃபைட் கட்டமைப்பாக மாற்றுவதற்கும், அதன் மூலம் குறைந்த மின்தடை (≤6.5 μΩ·m) மற்றும் அதிக வெப்பக் கடத்துத்திறனை அடைவதற்கும், கிராஃபைட்டாக்கல் வெப்பநிலை ≥2,800℃-ஐ அடைய வேண்டும். உதாரணமாக, ஒரு நிறுவனம் காப்புப் பொருள் கலவைகளை மேம்படுத்துவதன் மூலம் கிராஃபைட்டாக்கல் சுழற்சியை ஐந்து மாதங்களாகக் குறைத்து, ஆற்றல் நுகர்வையும் குறைத்தது.

ஒருங்கிணைந்த ஆற்றல் சேமிப்பு தொழில்நுட்பங்கள்
மாறக்கூடிய அதிர்வெண் ஆற்றல் சேமிப்புத் தொழில்நுட்பங்கள் மற்றும் ஆற்றல்மிக்க ஆற்றல் செயல்திறன் மாதிரிகள், உபகரணச் சுமைகளை நிகழ்நேரத்தில் கண்காணிக்கவும், இயக்க முறைகளைத் தானாகவே மாற்றவும் உதவுகின்றன. இதன்மூலம், பம்ப் குழுவின் ஆற்றல் நுகர்வு 30% குறைக்கப்பட்டு, செயல்பாட்டுச் செலவுகளும் கணிசமாகக் குறைகின்றன.

V. துல்லியமான இயந்திர வேலைப்பாடு: உயர்-துல்லியக் கட்டுப்பாடு செயல்பாட்டு செயல்திறனை உறுதி செய்கிறது.

இயந்திர வேலைப்பாடு துல்லியத் தேவைகள்
மின்முனை விட்டத்தின் சகிப்புத்தன்மை ±1.5%, மொத்த நீளத்தின் சகிப்புத்தன்மை ±0.5%, மற்றும் இணைப்பான் இழையின் துல்லியம் வகுப்பு 4H/4h-ஐ அடைகிறது. CNC எந்திரவியல் மற்றும் நிகழ்நேர கண்டறிதல் அமைப்புகளைப் பயன்படுத்தி உயர்-துல்லியமான வடிவவியல் கட்டுப்பாடு அடையப்படுகிறது, இது மின் வில் உலை செயல்பாட்டின் போது மின்முனை மையவிலகலால் ஏற்படும் மின்னோட்ட ஏற்ற இறக்கங்களைத் தடுக்கிறது.

மேற்பரப்பு தர மேம்படுத்தல்
கழிவற்ற வெளியேற்றத் தொழில்நுட்பம், இயந்திர வேலைக்கான நேரத்தைக் குறைத்து, மூலப்பொருட்களின் பயன்பாட்டை மேம்படுத்துகிறது. வளைந்த முனை வடிவமைப்புகள் கடத்துத்திறனை உகந்ததாக்கி, உற்பத்தி விளைச்சலை 3% அதிகரிப்பதோடு, கடத்துத்திறனையும் 8% மேம்படுத்துகின்றன.