흑연 펠트는 사용되는 원료 펠트의 종류에 따라 아스팔트 기반 흑연 펠트, 폴리아크릴로니트릴 기반(PAN 기반) 흑연 펠트, 비스코스 기반 흑연 펠트의 세 가지 유형으로 구분됩니다. 주요 용도는 단결정 실리콘 제련로의 보온 및 단열재입니다. 화학 산업에서는 고순도 부식성 화학 시약의 필터 재료로 사용할 수 있습니다.
카본펠트는 진공 또는 불활성 분위기에서 2000°C 이상의 고온 처리를 거쳐 흑연펠트가 됩니다. 탄소 함량은 탄소 펠트보다 높아 99% 이상에 달합니다. 1960년대 후반에는 흑연 펠트 제품이 세상에 등장했다. 흑연 펠트는 사용되는 원료 펠트의 종류에 따라 아스팔트 기반, 폴리아크릴로니트릴 기반 흑연 펠트, 비스코스 기반 흑연 펠트의 세 가지 유형으로 구분됩니다.
그 중 단열재 업계에서는 일본 구레하화학(Kureha Chemical)으로 대표되는 아스팔트가 주류를 이루고 있다. 유럽과 미국의 단열 펠트는 기본적으로 비스코스를 기반으로 하는 반면, 국내 단열 펠트는 대부분 폴리아크릴로니트릴을 기반으로 합니다. 공정: 폴리아크릴로니트릴계 카본펠트 또는 비스코스계 카본펠트를 필요한 크기로 절단하여 원통형으로 말아서 흑연재료로 만든 용기에 넣고 흑연용기를 고온로(고온로는 흑연관로, 중주파, 고주파 유도로 또는 가열 형태의 기타 고온로)에 넣고 진공 또는 고순도 불활성 가스 보호 장치를 사용하여 2200~2500℃로 가열합니다. 100~300℃/h의 가열 속도로 가열한 후 100℃까지 자연 냉각합니다.
폴리아크릴로니트릴계 흑연 펠트는 비스코스계 흑연 펠트보다 강하고 항산화 능력이 강하지만 유연성이 떨어지고 부피 밀도가 높으며 단열 성능이 좋습니다. 블록 흑연의 고순도, 고온 저항, 내식성 및 불용성 특성 외에도 탄성, 임의로 접기, 흑연 실로 절단 및 바느질 등의 장점이 있습니다. 흑연 펠트의 주요 용도는 단결정 실리콘 제련로의 단열재입니다. 화학 산업에서는 고순도 부식성 화학 시약의 필터 재료로 사용할 수 있습니다. 흑연 펠트는 비산화 분위기 조건에서 약 3000°C의 온도에서 사용할 수 있습니다.
흑연 펠트의 주요 특성
1. 전도도
흑연 펠트의 전도성은 흑연 섬유로 구성된 미세 구조에서 비롯되며 흑연 자체는 우수한 전도성 소재입니다. 흑연 펠트는 낮은 저항 조건에서 전류를 전도할 수 있으므로 전기화학 응용 분야에서 매우 널리 사용됩니다.
2. 고온 저항
흑연 펠트는 내열성이 뛰어나며 일반적으로 2000°C 이상의 고온 환경에서 안정적입니다. In vacuum or inert gas environments, its oxidation resistance temperature is even higher. 따라서 고온 단열재나 열처리로 라이닝 등 고온 분야에 흑연 펠트를 적용하는 것이 특히 중요합니다.
3. 화학적 안정성
흑연 펠트는 화학적 내식성이 뛰어나며 산성, 알칼리성 또는 기타 화학적 부식성 환경에서 안정성을 유지할 수 있습니다. 특히 황산, 불산 등 강산성 환경에서 내식성이 우수하여 각종 화학반응기, 저장탱크 등에 사용이 가능합니다.
4. 저밀도 및 높은 다공성 흑연 펠트는 일반적으로 밀도가 낮고 다공성이 높아 매우 가볍고, 가스 투과성과 흡착 특성도 좋습니다. 높은 다공성 구조는 흑연 펠트에 큰 비표면적을 제공하여 전기 화학 반응에서 전자 전달 및 물질 교환을 돕습니다.
5. 좋은 단열 성능흑연 펠트의 다공성 구조는 우수한 단열 효과를 제공하며, 특히 고온 환경에서 열전도율이 낮아 열전도를 효과적으로 줄일 수 있습니다. 흑연 펠트는 장비나 시스템의 열을 제어하기 위한 단열재로 자주 사용됩니다.
6. 기계적 유연성 흑연은 부서지기 쉬운 재료이지만 흑연 펠트의 펠트 구조는 상대적인 기계적 유연성을 제공합니다. 다양한 응용 시나리오에 맞게 다양한 모양과 크기로 가공할 수 있습니다. 동시에 유연성이 뛰어나 다른 재료와의 복합 사용에도 적합합니다.
| 탄소 함량 |
% |
99 |
| 금연 건강 증진 협회 |
% |
0.1 |
| 체밀도 |
g/cm3 |
0.1 |
| 비표면적 |
m²/g |
2.648 |
| 펠트 흘리기 속도 |
mg/펠트/그램 |
1.95 |
| 산화율 |
공기 중 체중 감소/hour@600C |
0.6 |
| 다공성 |
% |
95 |
| 시트 저항 |
Ω∙cm² |
0.1 |
| 두께 공차 |
mm |
±7.5% |
| 에너지 효율성 |
주로 단일 셀 성능 테스트 기준, 80mA/cm² |
87% |
| 전압 효율 |
80mA/cm² |
85% |
흑연 펠트의 주요 용도
1. 전기화학 응용흑연 펠트는 전기화학 분야, 특히 연료 전지, 전해 전지, 슈퍼커패시터 및 기타 장치에서 널리 사용됩니다. 연료 전지 전극: 양성자 교환막 연료 전지에서 흑연 펠트는 전극 재료로 사용될 수 있습니다. 높은 전도성과 가스 확산 능력으로 인해 수소나 산소의 전달과 전기화학 반응을 효과적으로 촉진할 수 있습니다. 전해 전지: 흑연 펠트는 일부 전해 응용 분야에서 음극 또는 양극 재료로 사용됩니다. 전도성과 화학적 안정성은 전해 공정의 높은 효율성과 내구성을 보장합니다. 슈퍼커패시터: 큰 비표면적과 전도성으로 인해 흑연 펠트는 효율적인 에너지 저장을 달성하는 데 도움이 되는 슈퍼커패시터의 전극 재료로도 사용됩니다.
2. 고온열처리 분야흑연 펠트는 우수한 고온 저항 및 단열 특성으로 인해 고온로의 단열재로 자주 사용됩니다. 고온로 라이닝: 흑연 펠트는 진공로 또는 고온 처리로에서 단열재로 사용되며, 고온에서 효과적인 열 차폐를 제공하여 열 손실을 방지할 수 있습니다. 결정 성장로: 단결정 실리콘과 같은 고순도 재료의 생산 공정에서 흑연 펠트는 결정 성장 중 온도 제어를 보장하기 위한 절연층으로 자주 사용됩니다.
3. 부식 방지 및 여과흑연 펠트는 내식성과 우수한 흡착력으로 인해 화학 및 환경 분야에서 널리 사용됩니다. 부식성 가스 여과: 내화학성과 높은 다공성으로 인해 흑연 펠트는 황산 가스의 흡착 및 여과와 같은 부식성 가스 또는 액체를 여과하고 정화할 수 있습니다. 화학 반응기 라이닝: 흑연 펠트는 부식성이 높은 일부 환경에서 컨테이너 또는 반응기의 라이닝 재료로 사용되어 부식 방지 및 보호 역할을 할 수 있습니다.
4. 항공우주흑연 펠트는 경량, 고강도, 고온 저항 및 단열성으로 인해 항공 우주 분야에서 널리 사용됩니다. 주로 로켓 엔진, 위성 및 우주선의 단열층 및 고온 보호 재료로 사용됩니다.
5. 태양 에너지 및 에너지 저장흑연 펠트의 열 전도성과 전기 전도성으로 인해 태양열 활용 및 에너지 저장 시스템에 널리 사용됩니다. 예를 들어 흑연 펠트는 태양열 집열기의 열 흡수 재료로 사용될 수 있으며 에너지 저장 장치의 전도성 층으로도 사용될 수 있습니다.
6. 원자력 분야흑연 펠트는 원자로에서 원자로 작동의 안정성과 안전성을 보장하기 위해 열 중성자 반사체 및 고온 단열재로도 사용됩니다.
