グラファイト粉末から不純物を取り除くためのヒント

グラファイトるつぼは、金属や半導体材料の製造によく用いられます。金属や半導体材料を一定の純度まで高め、不純物の量を減らすためには、炭素含有量が高く不純物の少ないグラファイト粉末が必要です。そのため、加工工程でグラファイト粉末から不純物を取り除く必要があります。しかし、多くのお客様はグラファイト粉末中の不純物の対処法をご存知ありません。そこで今回は、フルイテグラファイト編集部が、グラファイト粉末中の不純物除去のコツについて詳しく解説します。

黒鉛粉末を製造する際には、原料の選定段階から不純物含有量を厳密に管理し、灰分含有量の低い原料を選び、黒鉛粉末の加工工程における不純物の増加を防ぐ必要があります。多くの不純物元素の酸化物は高温で絶えず分解・蒸発するため、製造される黒鉛粉末の純度が確保されます。

一般的な黒鉛製品を製造する場合、炉心温度は約2300℃に達し、残留不純物含有量は約0.1～0.3%です。炉心温度を2500～3000℃まで上げると、残留不純物含有量は大幅に減少します。黒鉛粉末製品を製造する際には、通常、低灰分石油コークスが抵抗材および絶縁材として使用されます。

黒鉛化温度を単純に2800℃まで上げるだけでは、一部の不純物を除去することは依然として困難です。一部の企業は、炉心縮小や電流密度増加などの方法を用いて黒鉛粉末を抽出していますが、これは黒鉛粉末炉の生産量を減少させ、消費電力を増加させます。そのため、黒鉛粉末炉の温度が1800℃に達した時点で、塩素、フロン、その他の塩化物やフッ化物などの精製ガスを導入し、停電後も数時間にわたって供給を継続します。これは、気化した不純物が逆方向に炉内に拡散するのを防ぎ、窒素を導入することで黒鉛粉末の細孔から残留精製ガスを排出するためです。