
中国粉体网讯 石墨材料的成型方式主要有挤压成型、模压成型、振动成型和等静压成型4种,根据成型方式不同可以将石墨材料分为挤压石墨、模压石墨、振动石墨和等静压石墨。

来源:日本东洋炭素
等静压石墨是特种石墨的一种,具有传统三高石墨的特性,它是在密闭高压容器内,制品各方向受大小相同的力压制成型,因此具有更好的理化性能及各向同性度。其广泛应用于光伏、新能源、环保、冶金、化工、机械、航空航天、核工业等领域,是战略性新兴产业不可替代的新型材料。
等静压石墨行业发展概况
我国等静压石墨的研制始于20世纪60年代初,初期主要为科研院所试制。20世纪80年代,上海碳素厂等几家企业首次尝试批量生产等静压石墨,但由于技术基础薄弱,加之国外企业的技术封锁,中国等静压石墨的整体水平远落后于美、德、法、日等国。
由于等静压石墨是光伏、半导体、核能、军工等多个重要领域的重要材料,实现国产化意义深远,20世纪90年代起,国产石墨厂商相继进入相关领域,等静压石墨国产化替代逐渐加速。目前,等静压石墨的生产工艺各家差异不大,在磨粉、混捏、二次粉制备、成型、浸渍、石墨化等工序的主要差异为轧片工艺的取舍以及浸渍次数的选择等,石墨化基本沿用艾奇逊石墨化工艺。

来源:德国西格里
等静压石墨精制品广泛应用于光伏、半导体、核电等下游行业。近年来,随着太阳能光伏发电行业迅速发展,光伏产业中的单晶硅和多晶硅生产对石墨需求量大增,且产品均朝大型化、高端化发展,由此带动了等静压石墨行业的发展。根据行业咨询网统计,等静压石墨一直处于供不应求状态,2023年国内等静压石墨实际产量约为13万t,而需求量约为30.95万t。
等静压石墨的核心应用领域
光伏行业
在光伏领域,等静压石墨主要运用在单晶硅生长炉用石墨热场与多晶硅铸锭炉用石墨热场中。其中,以单晶硅生长炉为主,构成一般包括坩埚、导流筒、保温筒、加热器、托杆、电极和其他组件,核心部件加热器是热场中的直接发热体,一般为电阻式,对材料电阻率的均匀性和一致性要求较高,主要采用等静压石墨;同时,等静压石墨在热场系统结构件(坩埚、导流筒、保温筒)也有较多应用。
半导体行业
半导体生产设备部件中,多晶硅料生产的卡瓣、氢化炉的气体分布器、加热元件、保温筒和多晶铸锭的加热器、定向块,以及单晶生长的导流筒和规格尺寸较小的其他零部件,以及半导体蓝宝石单晶生长保温炉和加热炉可以选择等静压石墨,而其他部件则要求必须使用等静压石墨。半导体工业中等静压石墨精制品用于硅外延设备,表面碳化硅涂层的立式、盘式石墨基座等。
核工业
核能发电中等静压石墨精制品主要用作核电站的堆芯材料等。石墨具备优异的技术特性,在高温气冷堆中,它是关键核心材料,其能作为中子的减速剂和反射剂。因为等静压石墨具备各向同性,核设备中的热结构件可以使用等静压石墨来制造,如电极、石墨球等。
等静压石墨市场竞争格局
经过多年发展,国内等静压石墨市场已形成国产厂商和海外石墨巨头多极竞争格局,以五星新材、东方碳素、博翔碳素、成都炭材、赛迈科为代表的国产等静压石墨龙头企业已成功打破国外等静压石墨企业在华垄断局面,通过自主研发不断突破各类等静压石墨产品的核心技术,部分国产产品的性能参数和质量已不逊色于法国美尔森、德国西格里、日本东洋炭素等国际巨头。
五星新材

河南五星新材科技股份有限公司主营高纯石墨及其制品的研发、生产与销售,拥有从磨粉、混捏、成型、焙烧、浸渍和石墨化到深加工的一体化生产加工能力。年产5万吨大规格、细结构、各向同性高纯石墨。
东方碳素

平顶山东方碳素股份有限公司是一家集碳基新材料研发、生产、销售于一体的高新技术民营企业。公司现有工艺先进的全套特种石墨生产线,主导产品有等静压石墨、振动成型石墨,分细结构及中粗结构等多个品种及规格。公司拥有年产1万吨等静压超细结构石墨生产线。
博翔碳素

平顶山市博翔碳素有限公司位于宝丰县商酒务镇房庄村白衣堂自然村(宝丰县北部工业集聚区),建于2008年,年产1万吨等静压石墨、高纯石墨。公司的产品具有电阻系数小、耐高温、抗热震性好、导电、导热、膨胀系数小、强度高、耐腐蚀、自润滑、与各种金属不互熔、易于精密加工等特点。
成都炭材

成都方大炭炭复合材料股份有限公司系方大炭素的全资子公司,主要从事等静压石墨、碳碳复合材料及石墨烯等新型碳材料产品的研发、生产、经营,是一家具有自主研发能力、持续创新能力的高新技术企业。公司生产的等静压石墨制品拥有自主知识产权,等静压石墨产能达到全国前列,同时,大力发展石墨烯、碳碳复合材料等新材料。
赛迈科

赛迈科先进材料股份有限公司成立于2007年,公司由中国中钢集团有限公司发起设立,历经两轮混合所有制改革,现已成为一家民营控股、国有参股的股份有限公司。公司专注于高端特种石墨的研发、生产及销售,产品主要涵盖特种石墨材料及其制品、高纯石墨粉等,公司等静压石墨具备大尺寸特性,能满足半导体、光伏等行业对超大规格石墨制品的应用需求,适配大型设备生产场景。
新成新材

大同新成新材料股份有限公司成立于2007年8月,是目前国内产业规模较大、设施设备完善、工艺技术领先的特种炭材料研发和生产的“高新技术企业”。
公司主导产品为特种石墨制品,年产能2万吨。战新产品包括用于光伏和半导体晶圆制造备选的高纯等静压石墨,年产能4000吨。
宁新新材

宁新新材成立于2007年,专业从事特种石墨材料及制品的研发、生产和销售,是国内特种石墨行业生产规模较大的企业之一,在行业内具有较高的知名度和影响力。公司拥有从磨粉、混捏、焙烧、浸渍和石墨化处理到深加工的一体化生产加工能力。
公司产品包括中粗结构特种石墨、太阳能单晶、多晶用石墨制品、细颗粒模压石墨、等静压石墨和石墨电极等。
河南碳路者

河南碳路者新材料科技有限公司简介公司成立于2020年,投资8.6亿元建成年产20000吨(含全资子公司开元石墨)特种石墨生产全产业链。公司突出创新发展,聚焦做强年产超细结构各向同性石墨新材料2万吨主业,分阶段持续推动传统碳基产业向绿色低碳半导体石墨改造升级。
公司通过“一研二试三产”技术路线,已解决了超细结构等静压石墨制品成品率不高的问题,现拥有国家发明专利14项,实用新型专利20多项。产品广泛应用于新能源、光伏、半导体、冶金等领域。
国瑞新材

辽宁国瑞新材料有限公司是专业生产等静压特种石墨的国家高新技术企业,是国内率先实现“一焙一化”制备等静压石墨以及批量化自主生产供应的企业。公司深入核石墨基础研究,提高公司拳头产品等静压石墨稳定性,拓展新型炭材料研究,实现等静压石墨一体化10000吨产能。
恒圣新材

山东恒圣石墨科技有限公司成立于2014年,是一家集高端石墨、石英和先进碳材料、陶瓷材料研发、生产、销售于一体的国家级高新技术企业。目前公司已具备高端石墨材料生产和制品加工为一体的综合供应能力,同步进行增量扩产、调整产业布局、加大研发投入,旨在将公司打造成为国际一流的集材料生产、器件加工、高纯化处理能力为一体的高端等静压石墨材料及精密器件的综合方案解决商。
公司业务快速发展,现已涵盖光伏、半导体、航空航天、机械制造等领域,与十余家大型上市企业建立了长期战略合作伙伴关系,是国内最大的单晶热场石墨制品供应商之一。恒圣石墨聚焦“石墨+”发展战略,坚持国产化产品路线,持续向半导体用石墨、石墨舟、单晶热场石墨配套产品、石墨用陶瓷涂层等领域迈进。
河南万贯实业

河南万贯实业有限公司成立于2018年,公司专业从事特种石墨生产和研发,公司具备年产1.5万吨特种石墨制品生产力,是国内拥有从煅烧、磨粉、混捏、压型、焙烧、浸渍、石墨化和机加工处理的特种石墨全链条智能化制造的综合性企业,公司提供等静压焙烧、等静压石墨化及锂电池负极材料石墨化加工业务。
参考来源:
李涛.响应曲面法优化等静压石墨材料成型工艺
杨胜等.等静压石墨一次焙烧炉型选型研究
史澄辉等.特种石墨的分类、应用及产业政策
成都炭材股票定向发行说明书
公司官网
(中国粉体网编辑整理/初末)
注:图片非商业用途,存在侵权告知删除!