الطلب الصناعي يدفع إلى اعتماد أجزاء السيراميك من كربيد السيليكون على نطاق أوسع في التطبيقات عالية الأداء

شيان، الصين مع زيادة متطلبات المواد القادرة على العمل في ظل درجات حرارة عالية، تآكل، والظروف الميكانيكية المطالبة،مكونات السيراميكية من كربيد السيليكون المتجمد بدون ضغط (SSiC)تشهد اعتمادًا أوسع في العديد من القطاعات الصناعية.

ووفقًا لملاحظات الصناعة ، يتم تطبيق مواد SSiC في معالجة أشباه الموصلات والأنظمة الكيميائية والمعدات الحرارية حيث الاستقرار في الأداء أمر بالغ الأهمية.

في تصنيع أشباه الموصلات ، تستخدم مكونات كربيد السيليكون مثل حاملات الصفائح وأنابيب العملية وعناصر التدفئة في بيئات تزيد عن 1200 درجة مئوية.

خصائص المواد بما في ذلك معامل التوسع الحراري المنخفض (~ 4.0 * 10-6 / K) والقيادة الحرارية العالية (~ 116 W / m · K) تدعم الاستقرار الأبعاد أثناء الدورة الحرارية.

وبالمثل ، في التطبيقات في الفرن والمعالجة الحرارية ، يتم استخدام مكونات SSiC كأثاث الفرن وألواح الإعداد والدعامات الهيكلية.ذو درجة حرارة عمل أقصاها تصل إلى 1650 درجة مئوية في الهواء ومقاومة الصدمات الحرارية تزيد عن ΔT 350 درجة مئوية، المادة مناسبة لظروف التدفئة والتبريد المتكررة.

في أنظمة المعالجة الكيميائية ، تستخدم مكونات كربيد السيليكون عادةً في حلقات الختم وأجزاء المضخات والغلاف المقاوم للتآكل.

تشير بيانات الاختبار في ظل ظروف خاضعة للرقابة (125~300 ساعة من الغمر مع التحريك):

• معدل تآكل حوالي 1.8 ملغ/سم2 في 98٪ من H2SO4 عند 100 درجة مئوية
• معدل التآكل حوالي 2.5 ملغ/سم2 في 50٪ من NaOH عند 100 °C

وتعتبر هذه القيم عموما ضمن النطاق المناسب للاستخدام الصناعي على المدى الطويل، اعتمادا على تصميم النظام وظروف التشغيل.

وبالإضافة إلى البيئات الحرارية والكيميائية، تستخدم السيراميكات الكربيد السيليكونية أيضًا في التطبيقات الحرجة للارتداء مثل البوشينغ، وجوه الختم، والمكونات الهيكلية.

وتشمل الخصائص النموذجية صلابة حوالي 93 HRA ووحدة مرونة حوالي 410 GPa ، مما يدعم مقاومة التشوه واللبس تحت الحمل الميكانيكي.

يتم إنتاج مكونات SSiC من خلال عمليات تجميد بدون ضغط تتجاوز 2100 درجة مئوية ، تليها عملية معالجة دقيقة.

وتشمل قدرات التصنيع المبلغ عنها:

• مساحة التسامح الأبعاد تصل إلى ± 0.02 ملم
• خشونة السطح حتى Ra ≤ 0.8 μm
• القدرة على إنتاج الهندسة المعقدة

هذه المعلمات ذات صلة بالتطبيقات التي تتطلب تساهلات ضيقة وأداء التجميع المتسق.

وبما أن الأنظمة الصناعية تستمر في المطالبة بمستوى أعلى من الموثوقية في ظل ظروف التشغيل القاسية، من المتوقع أن تلعب مواد مثل SSiC دورًا متزايدًا في تصميم المعدات.

من المرجح أن تظل التطبيقات التي تنطوي على درجات حرارة عالية ووسائط تآكل وارتداء ميكانيكي هي المحرك الرئيسي لاعتماد مكونات السيراميكية الكربيد السيليكونية.