es.wedoany.com Noticia: Recientemente, el proyecto "Equipos y aplicaciones de tecnología clave para la purificación de grafito de alta pureza", desarrollado conjuntamente por Shanxi CETE Electronic Equipment Co., Ltd. (en adelante, "Shanxi CETE") y China Minmetals Corporation (China Minmetals), obtuvo el primer premio de Ciencia y Tecnología de Minerales No Metálicos 2025 otorgado por la Asociación de la Industria de Minerales No Metálicos de China. El equipo de investigación superó tres grandes desafíos técnicos: control de temperatura ultraalta, distribución de gas en el horno y estabilización de vacío ultraalto, logrando desarrollar con éxito un horno de purificación a alta temperatura capaz de eliminar eficientemente impurezas del grafito en entornos de temperatura ultraalta de 2400 °C y alto vacío, con una pureza del producto del 99,99995 % (6,5 N), alcanzando un nivel avanzado internacional. Actualmente, este equipo ha entrado en producción en serie y se ha integrado en las líneas de producción de empresas de nuevos materiales y nuevas energías en China.
El grafito, debido a sus propiedades de conductividad eléctrica, resistencia a altas temperaturas y resistencia a la corrosión, es conocido como el "oro negro industrial" en campos como la industria aeroespacial y la nuclear. Sin embargo, la pureza del grafito natural suele rondar el 95 %, mientras que sectores de alta tecnología como la industria de semiconductores y la aeroespacial requieren grafito de ultraalta pureza con un contenido de carbono superior al 99,99 %. Anteriormente, los equipos de purificación de grafito de alta pureza estuvieron durante mucho tiempo sujetos al bloqueo tecnológico extranjero, con equipos costosos y largos plazos de suministro, lo que limitó gravemente el desarrollo de las industrias relacionadas en China.
En 2018, Shanxi CETE, en colaboración con universidades como la Universidad de Nankai y la Universidad del Norte de China, inició oficialmente la investigación tecnológica. El primer obstáculo fue la falla en la medición de temperatura: los equipos nacionales originales perdían precisión al alcanzar los 1800 °C. El equipo optó por la medición de temperatura sin contacto por infrarrojos y, tras cientos de pruebas de optimización, adoptó un monitoreo de doble punto y algoritmos de compensación, logrando controlar el error de medición dentro de 1 °C. Posteriormente, el equipo enfrentó problemas como la fusión de elementos calefactores y la distribución desigual del campo térmico. Mediante la selección de nuevos materiales resistentes a altas temperaturas y la optimización repetida de la estructura del horno y los procesos de aislamiento térmico, tras cientos de pruebas de arranque y parada en frío y calor, finalmente se logró un funcionamiento estable y continuo del equipo a 2400 °C de temperatura constante.
El segundo desafío fue la distribución de gas en el horno. Durante la prueba del primer prototipo, el material de grafito en bruto se derrumbó y colapsó. El equipo descubrió que el proceso de purificación no solo requiere alta temperatura, sino también un flujo de gas direccional uniforme y estable para eliminar las impurezas. El equipo introdujo un modelado de simulación de acoplamiento entre el campo de flujo de gas y la transferencia de calor, modificó la estructura interna del horno en 17 ocasiones, realizó más de 100 simulaciones y pruebas en el horno, y finalmente superó el problema del flujo de gas.
Posteriormente, con el aumento de los requisitos de pureza en la industria, mantener un alto vacío a altas temperaturas se convirtió en un nuevo desafío. El equipo dividió el problema en dos enfoques: "extraer rápido" y "filtrar poco". Desarrollaron un sistema de extracción de gas inteligente y sincronizado, mejorando la eficiencia de extracción en casi 3 veces; modificaron la estructura de sellado del horno, adoptando un sellado de cuchilla de cobre libre de oxígeno combinado con un dispositivo de compensación térmica de fuelle, resolviendo el problema de fugas en el sellado a altas temperaturas, y establecieron un entorno de vacío ultraalto de 2400 °C y una diezmilésima de pascal. A finales de 2019, el primer horno de purificación vertical autónomo de China se puso en funcionamiento oficialmente. Tras la purificación, las cenizas del producto fueron inferiores a una parte por millón, el contenido de impurezas clave fue inferior a 0,01 ppm, y la pureza alcanzó el 99,99995 % (6,5 N), alcanzando un nivel avanzado internacional. En 2024, el equipo completó su transformación inteligente, incorporando un sistema inteligente capaz de generar automáticamente procesos de producción.
Shanxi CETE es una empresa subsidiaria de China Electronics Technology Group Corporation (CETC), especializada en la investigación, desarrollo y fabricación de equipos clave para materiales de carbono de alta pureza y materiales de nanotubos de carbono para baterías de litio, y es una empresa nacional "Pequeño Gigante" especializada y novedosa. China Minmetals es la empresa minera integral más grande de China y líder a nivel mundial. Su equipo de investigación científica, liderado por Wang Jionghui, ha trabajado continuamente en el campo de la purificación de grafito a alta temperatura, logrando con éxito la producción a gran escala de productos de alta gama como grafito de grado nuclear y grafito de ultraalta pureza.
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