1. A termék alapelvei és szerkezeti jellemzői
1.1 Kristálykémia és polimorfizmus
(Szilícium-karbid tégelyek)
Szilícium-karbid (Sic) kovalens kerámia, amely szilíciumból és szénatomokból áll, tetraéderes rácsban, termikusan és kémiailag az egyik legtartósabb anyag közé fejlődik.
A vége felé létezik 250 politipikus fajták, a 3C-vel (kocka alakú), 4H, és a 6H hatszögletű szerkezetek a legmegfelelőbbek a magas hőmérsékletű alkalmazásokhoz.
Az erős Si– C kötvények, azon túlmenő kötelékerővel 300 kJ/mol, rendkívüli szilárdságot biztosítanak, hővezető képesség, valamint hősokkkal és vegyi ütésekkel szembeni ellenállás.
Tégelyes alkalmazásokban, a szinterezett vagy reakciókötéses szilícium-karbidot azért választották, mert képes megőrizni az építészeti stabilitást erős termikus gradiensek és pusztító olvadt atmoszférák mellett is..
Az oxidkerámiától eltérően, A SiC nem annyira zavaró fázisátalakulást vállal, mint a szublimációs tényezője (~ 2700 °C), így alkalmas a fenti tartós eljárásra 1600 °C.
1.2 Hő- és mechanikai teljesítmény
A SiC tégelyek meghatározó jellemzője a magas hővezető képesség– től kezdve 80 hogy 120 W/(m · K)– amely egyenletes hőkeringést hirdet, és csökkenti a termikus szorongást a gyors fűtés vagy légkondicionálás során.
Ez a lakóingatlan nagy ellentétben áll az alacsony vezetőképességű porcelánokkal, például az alumínium-oxiddal (≈ 30 W/(m · K)), amelyek hősokk hatására ki vannak téve a törésre.
A SiC emellett kivételes mechanikai szilárdságot mutat magas hőmérsékleten, megtartva át 80% szobahőmérsékletű hajlító szívósságától (mint amennyit 400 MPa) akár at 1400 °C.
Csökkentett hőtágulási együtthatója (~ 4.0 × 10 ⁻⁶/ K) tovább növeli a hősokkállóságot, döntő fontosságú megfontolni az ismételt ciklust a környezeti és a funkcionális hőmérsékleti szintek között.
Ráadásul, A SiC kiváló kopás- és kopásállóságot mutat, biztosítva a hosszú élettartamot olyan környezetben, ahol mechanikus kezelés vagy viharos olvadás jár.
2. Gyártási módszerek és mikroszerkezeti ellenőrzés
( Szilícium-karbid tégelyek)
2.1 Szinterezési módszerek és tömörítési módszerek
Az ipari SiC tégelyeket elsősorban nyomásmentes szintereléssel állítják elő, válaszkötés, vagy melegsajtolással, mindegyik egyedi költségelőnyt kínál, tisztaság, és a teljesítmény.
A nyomás nélküli szinterezés magában foglalja a nagy SiC-por tömörítését olyan szinterezési segédanyagokkal, mint a bór és a szén, magas hőmérsékletű kezeléssel teljesítik (2000– 2200 °C )inert atmoszférában az elméletihez közeli sűrűség eléréséhez.
Ez a technika nagy tisztaságot eredményez, nagy szilárdságú olvasztótégelyek, amelyek alkalmasak a félvezetők és a fejlett ötvözetek kezelésére.
Reakciókötésű SiC (RBSC) porózus szén előformába olvadt szilícium behatolásával jön létre, amely reakcióba lépve β-SiC ülést hoz létre, SiC és visszatérő szilícium vegyületét eredményezve.
Míg a hővezető képessége kissé csökkent a fémes szilícium hozzáadása miatt, Az RBSC kiváló méretstabilitást és alacsonyabb gyártási árat biztosít, kiemelkedővé téve a nagyméretű kereskedelmi használatra.
Melegen sajtolt SiC, bár drágább, a legnagyobb vastagságot és tisztaságot adja, rendkívül igényes alkalmazásokhoz van fenntartva, mint például az egykristályos fejlesztés.
2.2 Kiváló felületi minőség és geometriai pontosság
Szinterezés utáni megmunkálás, őrlésből és mosásból áll, speciális méretellenállást és sima belső felületeket biztosít, amelyek csökkentik a gócképződést és csökkentik a szennyeződés veszélyét.
A felületi egyenetlenséget nagyon gondosan kezelik, hogy megakadályozzák a felolvadást, és megkönnyítsék a megerősített termékek nagyon könnyű kioldását.
A tégely geometriája– mint például a falfelület vastagsága, kúpos szög, és alacsonyabb görbület– a termikus tömeg kiegyensúlyozására fokozódik, szerkezeti állóképesség, és kompatibilitás a fűtési égővel.
A testreszabott kialakítások bizonyos olvadási mennyiségeket is alkalmaznak, fűtési profilok, és anyagérzékenység, optimális hatékonyságot garantál a különféle ipari folyamatok során.
Fejlett minőség-ellenőrzés, beleértve a röntgendiffrakciót is, pásztázó elektronmikroszkópia, és ultrahangos szűrés, hitelesíti a mikroszerkezeti homogenitást és az olyan problémák hiányát, mint a pórusok vagy hasadások.
3. Vegyi ellenállás és kölcsönhatás olvadékokkal
3.1 Tehetetlenség agresszív környezetben
A SiC tégelyek kiemelkedően ellenállnak az olvadt acélok kémiai támadásának, fajta, és nem oxidáló sók, meghaladja a hagyományos grafit- és oxidkerámiát.
Biztonságosan érintkeznek az olvadt alumíniummal, réz, ezüst, és ötvözeteik, ellenáll a nedvesedésnek és az oldódásnak az alacsony határfelületi teljesítmény és a védőfelületi oxidok képződése következtében.
Szilícium és germánium kezelés fotovoltaikához és félvezetőhöz, A SiC tégelyek megakadályozzák a fémes szennyeződést, amely gyengítheti a digitális lakóingatlanokat.
Viszont, rendkívül oxidáló körülmények között vagy lúgos változások láthatóságában, A SiC oxidálva szilícium-dioxidot képezhet (SiO ₂), amelyek még jobban reagálhatnak alacsony olvadáspontú szilikátok kialakulására.
Ezért, A SiC a legjobban illeszkedik semleges vagy redukáló környezethez, ahol a stabilitása maximális.
3.2 Korlátozások és kompatibilitási szempontok
Keménysége ellenére, A SiC nem általánosan inert; reakcióba lép bizonyos olvadt termékekkel, különösen a vascsoportba tartozó fémek (Fe, In, Co) magas hőmérsékleten karburációs és oldódási folyamatokkal.
A cseppfolyósított acél feldolgozásban, A SiC tégelyek gyorsan elhasználódnak, ezért kerülendők.
Hasonló módon, savkötők és alkáliföldfémek (például, Li, Már, kb) minimalizálhatja a SiC-t, szén kibocsátása és szilicidek létrehozása, az akkumulátor anyagszintézisében vagy a reaktív acélöntésben való felhasználásuk korlátozása.
Folyékony üveghez és kerámiához, A SiC általában kompatibilis, de nyomokban szilíciumot jeleníthet meg a rendkívül érzékeny optikai vagy elektronikus üvegekben.
Ezen anyagspecifikus kölcsönhatások felismerése szükséges a megfelelő tégelyfajta kiválasztásához, valamint a folyamat tisztaságának és a tégely hosszú élettartamának garantálásához..
4. Ipari alkalmazások és technológiai evolúció
4.1 Kohászat, Félvezető, és a megújuló energia ágazatok
A SiC tégelyek létfontosságúak a napelemekhez való többkristályos és monokristályos szilícium tömbök gyártásában, ahol ellenállnak az olvadt szilíciumnak való hosszan tartó közvetlen kitettségnek ~-nál 1420 °C.
Termikus biztonságuk egyenletes kondenzációt tesz lehetővé és csökkenti a diszlokáció sűrűségét, egyenesen befolyásolja a napenergia hatékonyságát.
A gyárakban, A SiC tégelyeket színesfémek, például alumínium és sárgaréz olvasztására használják, hosszabb élettartamot és csökkent salakképződést biztosít, ellentétben az agyag-grafit opciókkal.
Ezenkívül magas hőmérsékletű laboratóriumokban használják termogravimetriás értékeléshez, differenciális pásztázó kalorimetria, valamint kifinomult porcelánok és intermetallikus vegyületek szintézise.
4.2 Jövő divatjai és fejlett termékkombinációi
Az újonnan megjelenő alkalmazások közé tartozik a SiC tégelyek használata a következő generációs nukleáris termékek szűrésében és az olvadt só reaktorokban, ahol a sugárzással és az olvadt fluoridokkal szembeni ellenállásukat értékelik.
Bevonatok, például pirolitikus bór-nitrid (PBN) vagy ittrium (Y TWO O ₃) szilícium-karbid felületekre alkalmazzák, hogy tovább fokozzák a kémiai tehetetlenséget és megakadályozzák a szilícium diffúzióját az ultranagy tisztaságú eljárásokban.
Fejlesztés alatt áll a SiC elemek additív gyártása kötőanyag-sugarat vagy sztereolitográfiát alkalmazva, vonzó létesítménygeometriák és gyors prototípuskészítés speciális tégelytervekhez.
Ahogy nő az energiahatékonyság iránti igény, hosszan tartó, és szennyeződésmentes kezelés magas hőmérsékleten, A szilícium-karbid tégelyek minden bizonnyal a modern termékek sarokköve maradnak a fejlett termékek gyártásában.
Befejezésül, A szilícium-karbid tégelyek kritikus elemet jelentenek a magas hőmérsékletű ipari és klinikai eljárásokban.
A hőstabilitás páratlan kombinációja, mechanikai szívósság, és a vegyszerállóság teszi a választott anyaggá olyan alkalmazásokhoz, ahol a hatékonyság és a megbízhatóság kritikus fontosságú.
5. Szolgáltató
Az Advanced Ceramics októberben alakult 17, 2012, egy high-tech vállalkozás, amely elkötelezett a kutatás és fejlesztés mellett, termelés, feldolgozás, kerámia relatív anyagok és termékek értékesítése és műszaki szolgáltatásai. Termékeink közé tartoznak, de nem kizárólagosan, bórkarbid kerámiatermékek, Bór-nitrid kerámiatermékek, Szilícium-karbid kerámiatermékek, Szilícium-nitrid kerámiatermékek, Cirkónium-dioxid kerámiatermékek, stb. Ha érdekel, kérjük, forduljon hozzánk bizalommal.
Címkék: Szilícium-karbid tégelyek, Szilícium-karbid kerámia, Szilícium-karbid kerámia tégelyek
Minden cikk és kép az internetről származik. Ha szerzői jogi problémák merülnek fel, kérjük, időben lépjen kapcsolatba velünk a törléshez.
Érdeklődjön tőlünk