Hiện tượng nứt vỡ là một trong những lỗi nghiêm trọng nhất đối với các sản phẩm từ Graphite. Có rất nhiều yếu tố dẫn đến tình trạng này, nhưng chủ yếu tập trung vào 3 nhóm nguyên nhân sau:

1. Chất lượng vật liệu đầu vào kém

Chất lượng của nguyên liệu thô được sử dụng trong quá trình chế tạo có mối quan hệ trực tiếp và mật thiết đến độ bền của thành phẩm.

• Tạp chất và độ tinh khiết: Nếu nguyên liệu có độ tinh khiết thấp, chứa nhiều tạp chất, cấu trúc mạng lưới Carbon sẽ bị đứt gãy hoặc không đồng nhất. Điều này làm giảm đáng kể khả năng chịu lực cơ học và khả năng chống sốc nhiệt, khiến sản phẩm cực kỳ dễ bị nứt khi đưa vào sử dụng thực tế.

2. Quy trình sản xuất không tuân thủ quy chuẩn

Quá trình sản xuất Graphite là một quy trình đòi hỏi sự kiểm soát cực kỳ khắt khe về các thông số kỹ thuật. Nếu không tuân thủ quy chuẩn, sản phẩm sẽ không đáp ứng được các yêu cầu về đặc tính lý hóa.

• Lỗi trong quá trình thiêu kết (Sintering): Đây là giai đoạn quan trọng nhất. Nếu nhiệt độ không ổn định, thời gian giữ nhiệt không đủ hoặc tốc độ tăng/giảm nhiệt quá nhanh, ứng suất nội tại sẽ hình thành bên trong vật liệu. Sự chênh lệch nhiệt độ giữa bề mặt và lõi sản phẩm trong lò thiêu kết là nguyên nhân hàng đầu dẫn đến các vết nứt chân chim hoặc nứt vỡ cấu trúc ngay sau khi ra lò.

3. Vấn đề trong thiết kế sản phẩm

Thiết kế của sản phẩm Graphite cần phải được tính toán dựa trên các điều kiện làm việc thực tế như sự thay đổi nhiệt độ đột ngột và khả năng chịu áp suất.

• Thiết kế không hợp lý: Nếu thiết kế không tính đến hệ số giãn nở nhiệt hoặc các điểm tập trung ứng suất (như góc nhọn, độ dày mỏng không đều), sản phẩm sẽ dễ dàng bị phá hủy tại các vị trí yếu này khi gặp áp lực lớn hoặc nhiệt độ cao. Một thiết kế chuẩn cần đảm bảo sự phân bổ ứng suất đồng đều trên toàn bộ bề mặt linh kiện.

Để giảm thiểu tỷ lệ nứt vỡ và nâng cao hiệu suất sử dụng, doanh nghiệp nên thực hiện các biện pháp sau:

• Kiểm soát nguồn cung: Chỉ sử dụng nguyên liệu Graphite có độ tinh khiết cao (High Purity) và có chứng nhận chất lượng rõ ràng.

• Tự động hóa quy trình nhiệt: Sử dụng các hệ thống lò thiêu kết có bộ điều khiển nhiệt độ thông minh để đảm bảo quy trình gia nhiệt và làm nguội diễn ra theo đúng biểu đồ kỹ thuật.

• Tối ưu hóa thiết kế: Sử dụng các phần mềm mô phỏng nhiệt và lực để kiểm tra độ bền của thiết kế trước khi đưa vào sản xuất hàng loạt.

• Kiểm tra định kỳ: Thực hiện các phương pháp kiểm tra không phá hủy (như siêu âm hoặc thẩm thấu chất lỏng) để phát hiện sớm các vết nứt bên trong sản phẩm.