1. Produkta principi un strukturālās īpašības
1.1 Kristālu ķīmija un polimorfisms
(Silīcija karbīda tīģeļi)
Silīcija karbīds (SiC) ir kovalenta keramika, kas sastāv no silīcija un oglekļa atomiem, kas izveidoti tetraedriskā režģī, kļūst par vienu no termiski un ķīmiski izturīgākajiem materiāliem.
Tas pastāv vairāk nekā 250 politipiski veidi, ar 3C (kub), 4H, un 6H sešstūra struktūras, kas ir vispiemērotākās izmantošanai augstā temperatūrā.
Spēcīgais Si– C obligācijas, ar saites spēku, kas pārsniedz 300 kJ/mol, piešķir neparastu stingrību, siltumvadītspēja, un izturība pret termisko šoku un ķīmisko triecienu.
Tīģeļu lietojumos, saķepināts vai ar reakcijas palīdzību saistīts SiC ir izvēlēts, jo tas spēj saglabāt arhitektonisko stabilitāti smagos termiskos gradientos un destruktīvā kausētā atmosfērā.
Atšķirībā no oksīda keramikas, SiC neuzņemas traucējošas fāzes pārejas tik daudz, cik tā sublimācijas faktors (~ 2700 °C), padarot to piemērotu iepriekšminētajai ilgstošai procedūrai 1600 °C.
1.2 Termiskā un mehāniskā veiktspēja
SiC tīģeļu noteicošā īpašība ir to augstā siltumvadītspēja– sākot no 80 uz 120 W/(m · K)– kas reklamē vienmērīgu siltuma cirkulāciju un samazina termisko trauksmi ātras apkures vai gaisa kondicionēšanas laikā.
Šis dzīvojamais īpašums lielā mērā kontrastē ar zemas vadītspējas porcelānu, piemēram, alumīnija oksīdu (≈ 30 W/(m · K)), kas ir neaizsargāti pret lūzumiem termiskā trieciena ietekmē.
SiC turklāt uzrāda izcilu mehānisko izturību paaugstinātā temperatūrā, saglabājot pāri 80% tās lieces izturība istabas temperatūrā (tik daudz, cik 400 MPa) pat plkst 1400 °C.
Tā samazināts termiskās izplešanās koeficients (~ 4.0 × 10 ⁻⁶/ K) vēl vairāk palielina izturību pret termisko šoku, ir ļoti svarīgi apsvērt atkārtotu pārvietošanos starp apkārtējās vides un funkcionālās temperatūras līmeņiem.
Turklāt, SiC parāda izcilu nodilumizturību un nodilumizturību, nodrošinot ilgu kalpošanas laiku atmosfērā, kas saistīta ar mehānisku apstrādi vai vētrainu atkušņu cirkulāciju.
2. Ražošanas metodes un mikrostrukturālā kontrole
( Silīcija karbīda tīģeļi)
2.1 Saķepināšanas metodes un blīvēšanas metodes
Rūpnieciskos SiC tīģeļus galvenokārt ražo bezspiediena saķepināšanas ceļā, atbildes savienošana, vai karstā presēšana, katrs piedāvā unikālas izmaksu priekšrocības, tīrība, un sniegumu.
Bezspiediena saķepināšana ietver lieliska SiC pulvera sablīvēšanu ar saķepināšanas palīglīdzekļiem, piemēram, boru un oglekli, atbilst augstas temperatūras apstrādei (2000– 2200 °C )inertā atmosfērā, lai sasniegtu gandrīz teorētisku blīvumu.
Šis paņēmiens nodrošina augstu tīrības pakāpi, augstas stiprības tīģeļi, kas piemēroti pusvadītāju un progresīvu sakausējumu apstrādei.
SiC, kas saistīts ar reakciju (RBSC) tiek izveidots, iekļūstot porainā oglekļa sagatavē ar izkausētu silīciju, kas reaģē, radot β-SiC sēžu, kā rezultātā veidojas SiC un atkārtota silīcija savienojums.
Kaut arī nedaudz samazināta siltumvadītspēja metāliskā silīcija piedevu dēļ, RBSC nodrošina izcilu izmēru stabilitāti un zemāku ražošanas cenu, padarot to pamanāmu lielai komerciālai lietošanai.
Karsti presēts SiC, lai gan dārgāk, nodrošina vislielāko biezumu un tīrību, rezervēts īpaši prasīgiem lietojumiem, piemēram, viena kristāla izstrādei.
2.2 Virsmas augsta kvalitāte un ģeometriskā precizitāte
Apstrāde pēc saķepināšanas, kas sastāv no slīpēšanas un mazgāšanas, nodrošina īpašas izmēru pretestības un gludas iekšējās virsmas, kas samazina nukleācijas vietnes un samazina piesārņojuma risku.
Virsmas raupjums ir ļoti rūpīgi pārvaldīts, lai apturētu atkausēšanu un atvieglotu pastiprināto izstrādājumu ļoti vieglu atbrīvošanu.
Tīģeļa ģeometrija– piemēram, sienas virsmas biezums, konusveida leņķis, un zemāks izliekums– tiek uzlabots, lai līdzsvarotu termisko masu, strukturālā izturība, un saderība ar sildītāja degli.
Pielāgots dizains nodrošina noteiktu atkausēšanas apjomu, apkures profili, un materiāla jutība, garantējot optimālu efektivitāti dažādos rūpniecības procesos.
Uzlabota kvalitātes kontrole, ieskaitot rentgenstaru difrakciju, skenējošā elektronu mikroskopija, un ultraskaņas skrīnings, apstiprina mikrostruktūras viendabīgumu un tādu problēmu kā poru vai šķelšanās trūkumu.
3. Ķīmiskā izturība un mijiedarbība ar kausējumiem
3.1 Inertums agresīvā vidē
SiC tīģeļiem ir izcila izturība pret izkausētu tēraudu ķīmisko iedarbību, laipns, un neoksidējošie sāļi, pārsniedz parasto grafīta un oksīda keramiku.
Tie ir droši saskarē ar izkausētu alumīniju, varš, sudrabs, un to sakausējumi, izturīgs pret mitrināšanu un izšķīšanu zemas saskarnes jaudas un aizsargājošu virsmas oksīdu veidošanās rezultātā.
Silīcija un germānija apstrāde fotoelementiem un pusvadītājiem, SiC tīģeļi novērš metālisku piesārņojumu, kas varētu vājināt digitālos dzīvojamos īpašumus.
Tomēr, īpaši oksidējošos apstākļos vai sārmainu izmaiņu redzamībā, SiC var oksidēties, veidojot silīcija dioksīdu (SiO ₂), kas varētu vēl vairāk reaģēt, veidojot silikātus ar zemu kušanas temperatūru.
Šī iemesla dēļ, SiC ir vislabāk piemērots neitrālai vai reducējošai videi, kur tā stabilitāte ir maksimāla.
3.2 Ierobežojumi un saderības apsvērumi
Neskatoties uz tā stingrību, SiC nav vispārēji inerts; tas reaģē ar noteiktiem izkausētiem produktiem, īpaši dzelzs grupas metāli (Fe, In, Co) augstā temperatūrā ar karburizācijas un šķīdināšanas procesiem.
Sašķidrinātā tērauda apstrādē, SiC tīģeļi ātri nolietojas, un šī iemesla dēļ no tiem jāizvairās.
Līdzīgā veidā, antacīdi un sārmzemju tēraudi (piem., Li, Jau tagad, Ca) var samazināt SiC, oglekļa palaišana un silicīdu radīšana, ierobežojot to izmantošanu akumulatoru materiālu sintēzē vai reaktīvā tērauda liešanā.
Šķidrajam stiklam un keramikai, SiC parasti ir saderīgs, taču tas var radīt silīcija pēdas tieši īpaši jutīgos optiskajos vai elektroniskajos brillēs.
Šīs materiālam raksturīgās mijiedarbības ir jāatzīst, lai izvēlētos piemērotu tīģeļa veidu un garantētu procesa tīrību un tīģeļa ilgmūžību..
4. Rūpnieciskie pielietojumi un tehnoloģiju attīstība
4.1 Metalurģija, Pusvadītājs, un atjaunojamās enerģijas nozares
SiC tīģeļi ir ļoti svarīgi daudzkristāliskā un monokristāliskā silīcija lietņu ražošanā saules baterijām, kur tie iztur ilgstošu tiešu izkausēta silīcija iedarbību ~ 1420 °C.
To termiskā drošība nodrošina vienmērīgu kondensāciju un samazina dislokācijas blīvumu, tieši ietekmē saules enerģijas efektivitāti.
Rūpnīcās, SiC tīģeļus izmanto krāsaino metālu, piemēram, alumīnija un misiņa, kausēšanai, nodrošinot ilgāku kalpošanas laiku un samazinātu sārņu veidošanos pretstatā māla-grafīta iespējām.
Tos papildus izmanto augstas temperatūras laboratorijā termogravimetriskai novērtēšanai, diferenciālā skenējošā kalorimetrija, un sarežģītu porcelānu un intermetālisku savienojumu sintēze.
4.2 Nākotnes modes un uzlabotas produktu kombinācijas
Jaunie pielietojumi ietver SiC tīģeļu izmantošanu nākamās paaudzes kodolproduktu skrīningā un kausētā sāls reaktoros, kur tiek novērtēta to izturība pret starojumu un izkausētiem fluorīdiem.
Pārklājumi, piemēram, pirolītiskais bora nitrīds (PBN) vai itrija (Y DIVI O ₃) tiek uzklāti uz SiC virsmas, lai papildus uzlabotu ķīmisko inerci un apturētu silīcija difūziju īpaši augstas tīrības procedūrās.
Tiek izstrādāta aditīva SiC elementu ražošana, izmantojot saistvielu strūklu vai stereolitogrāfiju, pievilcīgas iekārtu ģeometrijas un ātra prototipu izveide specializētiem tīģeļu dizainiem.
Pieaugot nepieciešamībai pēc energoefektīvas, ilgstoša, un bezpiesārņojuma apstrāde augstā temperatūrā, silīcija karbīda tīģeļi noteikti paliks par modernu tehnoloģiju stūrakmeni progresīvu produktu ražošanā.
Nobeigumā, silīcija karbīda tīģeļi ir svarīgs elements augstas temperatūras rūpnieciskās un klīniskās procedūrās.
To nepārspējamā termiskās stabilitātes kombinācija, mehāniskā izturība, un ķīmiskā izturība padara tos par izvēlētu materiālu lietojumiem, kur efektivitāte un uzticamība ir kritiska.
5. Pakalpojumu sniedzējs
Advanced Ceramics dibināta oktobrī 17, 2012, ir augsto tehnoloģiju uzņēmums, kas nodarbojas ar pētniecību un attīstību, ražošanu, apstrāde, keramikas materiālu un izstrādājumu pārdošana un tehniskie pakalpojumi. Mūsu produkti ietver, bet ne tikai, bora karbīda keramikas izstrādājumus, Bora nitrīda keramikas izstrādājumi, Silīcija karbīda keramikas izstrādājumi, Silīcija nitrīda keramikas izstrādājumi, Cirkonija dioksīda keramikas izstrādājumi, utt. Ja jūs interesē, lūdzu, sazinieties ar mums.
Tagi: Silīcija karbīda tīģeļi, Silīcija karbīda keramika, Silīcija karbīda keramikas tīģeļi
Visi raksti un bildes ir no interneta. Ja ir kādas autortiesību problēmas, lūdzu, savlaicīgi sazinieties ar mums, lai dzēstu.
Jautājiet mums