Kohlenstoff kann man mit Recht das Element des Lebens nennen. Ohne dieses Element gibt es keine organischen Verbindungen, gibt es kein Leben.
Aber auch die anorganische Formen wie Carbide oder auch der reine Kohlenstoff sind für unseren Alltag nahezu unverzichtbar.
Die immer noch recht wenig bekannten und erst ansatzweise erforschten Nano-Röhrchen und das hochinteressante Graphen werden uns möglicherweise ganz neue Wege für zukünftige Technologien erschließen.
Aber auch der schon seit mehr als 100 Jahren bekannte Werkstoff Elektrographit ist aktueller und vielseitiger denn je. Dieser künstlich erzeugte Graphit erfährt aufgrund seiner einzigartigen physikalischen und chemischen Eigenschaften in vielen technischen Prozessen Anwendung.
Elektrographit ist
- ist elektrisch leitend
- chemisch nahezu inert
- hat ein geringes Raumgewicht bei gleichzeitig hoher Festigkeit.
Die Festigkeit steigt noch mit zunehmender Temperatur an, was Graphit als Hochtemperaturwerkstoff so besonders macht.
Er leitet sehr gut Wärme und hat selbst eine geringe Wärmedehnung.
Das hexagonale Schichtgitter verleiht ihm hervorragende tribologische Eigenschaften.
Graphit wird von Schmelzen kaum benetzt und ist mechanisch sehr gut bearbeitbar. Mit ihm wurde die Metallurgie erst so richtig beherrschbar, durch ihn wird aus Kies hochreines Silizium für Halbleiter- und Solaranwendungen erzeugt.
Auch in der Beschichtungstechnik werden Targets aus Elektrographit eingesetzt, um Bauteile härter, verschleißärmer oder auch nur einfach optisch schöner zu machen.
Strangguss-Kokillen, Erodier-Elektroden, Schmelz-Tiegel und Ofenbauteile aus Graphit sind weitere wichtige Anwendungen. Wie schon gesagt : Unser heutiger Alltag wäre ohne Graphit nicht denkbar.
Im Gegensatz zum Naturgraphit sind bei der Herstellung von Elektrographit die späteren technischen Daten und Parameter ganz gezielt beeinflussbar.
Ausgewählte Rohstoffe, wie verschiedene Spezial-Kokse, Ruße und hoch kohlenstoff-haltige Bindemittel, stehen am Anfang des Herstellungsprozesses. Durch spezielle Aufbereitungs-, Misch- und Pressverfahren werden dann Formkörper erzeugt, die anschließend unter Luftabschluss getempert werden, wobei nach diesem Pyrolyse-Schritt bereits recht reiner Kohlenstoff zurück bleibt, allerdings noch nicht mit dem gewünschten Graphit-Schichtgitter.
3000°C und 6 Monate
Diese Hartkohle-Körper werden dann in einem weiteren langwierigen Hochtemperaturprozess bei bis annähernd 3000°C zu Graphit umgewandelt. Nach etwa 6 Monaten hat man dann als Endprodukt ein Halbzeug, meist einen größeren Rechteckblock aus Elektrographit vorliegen. Dieser kann dann mechanisch bearbeitet und daraus Bauteile gefertigt werden, ganz nach den Kundenbedürfnissen.
Durch die Mahlprozesse und Zwischen- oder Nachverdichtungen mit Pech oder Harzen können dabei z.B. der Körnungsaufbau, die Enddichte und Porosität und Porengröße gezielt eingestellt werden.
Die Dauer und Temperatur des Graphitierungsprozesses beeinflusst den elektrischen Widerstand, die Wärmeleitfähigkeit und nicht zuletzt die Reinheit des Endproduktes. Damit ist dem Anwender eine große Auswahl geboten um für seinen Prozess den passenden Graphit auszusuchen.
Aschearm und feinkörnig - wichtige Eigenschaften für Graphit-Targets und Kathoden
Hochwertige Graphit Sputter-Targets bzw Arc Kathoden werden aus aschearmen und feinkörnigen isostatischen Graphit-Marken hergestellt. Speziell im Automobilbau werden diese Graphite lang und umfangreich erprobt. Eine stabile und reproduzierbare Qualität ist ein Garant für eine erfolgreiche PVD Beschichtung.