Графит РГ-ТК

Графит марки РГ-ТК — искусственный высокоплотный рекристаллизованный графит, упрочнённый карбидообразующим элементом — титаном. Материал сочетает плотность, близкую к теоретическому пределу для кристаллического графита, с высокой теплопроводностью, электропроводностью и механической прочностью.

Производство: термомеханическая обработка с горячим прессованием

РГ-ТК получают методом термомеханической обработки — горячим прессованием шихты под давлением при высоких температурах. Шихта содержит нефтяной кокс (структурный наполнитель), каменноугольный пек (связующее), природный графит и карбидообразующий элемент — титан. В ходе прессования неупорядоченные углеродные кристаллиты перестраиваются: формируется трёхмерно-упорядоченная кристаллическая структура графита с развитой базисной плоскостью и минимальной остаточной пористостью.

Роль карбида титана в структуре материала

Титан вводится в шихту как карбидообразующий элемент: при высокотемпературной обработке он реагирует с углеродом, образуя карбид титана (TiC) непосредственно внутри графитовой матрицы. TiC — тугоплавкий (температура плавления ~3160 °C) и химически стойкий карбид. Его равномерное распределение в матрице повышает механическую прочность материала, практически не снижая электро- и теплопроводность, присущую высокоплотному рекристаллизованному графиту. Именно этим объясняется выбор титана: он даёт более стойкое и равномерно распределённое карбидное упрочнение, чем, например, бор или кремний — при сопоставимых условиях горячего прессования.

Физико-механические свойства по ТУ 48-20-61-75

Плотность 2,21 г/см³ вплотную приближается к теоретической плотности кристаллического графита (2,23–2,26 г/см³), что соответствует минимальной остаточной пористости. Теплопроводность ≥ 300 Вт/(м·К) — один из наиболее высоких показателей среди плотных промышленных графитов. Механическая прочность рекристаллизованных графитов, в отличие от большинства материалов, не снижается, а возрастает при повышении температуры вплоть до ~2500–2700 °C.

Применение рекристаллизованного графита РГ-ТК

Нагревательные элементы и электроды

Высокая электропроводность в сочетании с теплостойкостью и прочностью при высоких температурах делают РГ-ТК пригодным для нагревательных элементов высокотемпературных печей и электродов. Плотная структура снижает риск растрескивания при термоциклировании.

Электровакуумные приборы: сетки

Для сеток электровакуумных приборов критичны высокая плотность материала и минимальная газопроницаемость: газовыделение из пористого графита в вакуумных устройствах недопустимо. РГ-ТК соответствует этим требованиям благодаря плотности, близкой к теоретическому максимуму.

Антифрикционные узлы, уплотнения

Графит РГ-ТК используется для изготовления вкладышей подшипников скольжения, уплотнительных колец насосов и компрессоров. Для таких применений важна сопутствующая сочетанию высокой плотности низкая пористость, исключающая пропитку рабочей средой.

Тигли и футеровочные плиты в металлургии

Химическая инертность графита к большинству расплавленных металлов и высокая теплопроводность РГ-ТК обусловливают его применение для тиглей и футеровки. Высокая теплопроводность обеспечивает равномерный прогрев расплава и снижает термические напряжения в изделии.

Внутрикамерные элементы установок с высокотемпературной плазмой

Рекристаллизованный графит с карбидом титана применяется для конструкционных элементов, работающих в контакте с высокотемпературной плазмой. Такие применения предъявляют жёсткие требования к стойкости при тепловых ударах, минимальному пылеобразованию и химической инертности материала.

Форма поставки и нормативная документация

Графит РГ-ТК соответствует ТУ 48-20-61-75. Форма поставки — порошок.

Другие марки рекристаллизованного графита серии РГ с иными карбидообразующими элементами рассмотрены на странице рекристаллизованный графит РГ. Ближайший аналог с карбидом бора вместо карбида титана — графит РГ-Б.