Vergelijk drukloos gesinterd siliciumcarbide (SSiC) en gerecristalliseerd siliciumcarbide (RSiC).corrosiebestendigheid, en levensduur om het juiste materiaal te kiezen voor hoge temperatuurtoepassingen.
Bij het selecteren van siliciumcarbide materialen voor industriële toepassingen bij hoge temperaturen vergelijken ingenieurs vaak twee van de meest gebruikte materialen:
- met een vermogen van meer dan 10 W
- Gekristalliseerd siliciumcarbide (RSiC)
Hoewel beide materialen op siliciumcarbide (SiC) gebaseerd zijn, kunnen hun prestaties onder reële bedrijfsomstandigheden aanzienlijk verschillen.
Het belangrijkste verschil is niet de temperatuurcapaciteit.
Het echte verschil is...porositeit.
RSiC bevat een open poreuze structuur met een schijnbare porositeit tot 17%, terwijl SSiC bijna volledig dicht is met bijna geen open porositeit.
Dit verschil heeft rechtstreeks gevolgen voor:
- Mechanische sterkte
- Corrosiebestendigheid
- Thermische geleidbaarheid
- Versnelling
- Levensduur
- Structurele betrouwbaarheid op lange termijn
Voor ovenmeubelen, lithiumbatterieovens, chemische apparatuur, halfgeleidersystemen en andere veeleisende industriële toepassingen is het van cruciaal belang om dit verschil te begrijpen.
| Materiaal | Open porositeit |
|---|---|
| SSiC | ≈0% |
| RSiC | ≤17% |
Hoewel porositeit een eenvoudige structurele eigenschap lijkt te zijn, bepaalt het vaak hoe een materiaal onder werkelijke bedrijfsomstandigheden presteert.
Open poriën werken als:
- Initieerpunten van crack
- Oxideringswegen
- Corrosie kanalen
- Spanningsconcentratoren
Hoe hoger de porositeit, hoe groter het risico op afbraak tijdens langdurig gebruik.
RSiC bestaat uit:
- Grote SiC-korrels
- Open poriën
- Lichte structuur
De voordelen zijn onder meer:
✔ Goed bestand tegen thermische schokken
✔ Lagere dichtheid
✔ Lichte ovenmeubelbouw
✔ kosteneffectieve productie van grote onderdelen
SSiC bestaat uit:
- fijne SiC-korrels
- Sterke korrelbinding
- Bijna volledig dichte structuur
De voordelen zijn onder meer:
- ✔ Een hoge mechanische sterkte
- ✔ Uitstekende corrosiebestendigheid
- ✔ Uitstekende slijtvastheid
- ✔ Uitstekende dimensionale stabiliteit
- ✔ Een lange levensduur
| Vastgoed | Eenheid | SSiC | RSiC |
| SiC-gehalte | % | ≥ 98% vol | ≥99% |
| Dichtheid | g/cm3 | ≥ 3.06 | 2.65 ¢2.75 |
| Open porositeit | % | ≈0 | ≤ 17 |
| Vickers hardheid | HV1 | 2350 | 1800 ¢ 2000 |
| Rockwellhardheid | R45N | 93 | – |
| Buigkracht (20°C) | MPa | 320 ¢ 400 | 90 ¢ 100 |
| Buigkracht (hoge temperatuur) | MPa | 300 ‰ 400 @ 1300°C | 100 ∼ 110 @ 1200°C |
| Elastische module | GPa | 410 | Onderstaande |
| Coëfficiënt van thermische uitbreiding | 10−6/K | 4.0 | 4.6 |
| Thermische geleidbaarheid (20°C) | W/m·K | 196 | Onderstaande |
| Thermische geleidbaarheid (1200°C) | W/m·K | 60 | 35 ¢ 36 |
| Thermische schokbestendigheid | ΔT °C | > 350 | Heel goed. |
| Maximale bedrijfstemperatuur (lucht) | °C | 1650 | 1650 |
Een van de belangrijkste verschillen tussen SSiC en RSiC is de mechanische sterkte.
SSiC
- 320-400 MPa bij kamertemperatuur
- 300-400 MPa bij 1300°C
RSiC
- 90-100 MPa bij kamertemperatuur
- 100-110 MPa bij 1200°C
Dit betekent dat SSiC ongeveer:
dan RSiC.
Voor toepassingen zoals:
- met een breedte van niet meer dan 50 mm
- met een breedte van niet meer dan 50 mm
- Lithiumbatterijovencomponenten
- Structurele ovenmeubilair
Dit verschil wordt uiterst belangrijk.
Omdat RSiC open poriën bevat:
- Dampen kunnen de structuur binnendringen.
- De oxidatie vordert gemakkelijker
- Corrosieve soorten kunnen diepere gebieden bereiken
Na verloop van tijd kan dit leiden tot:
- Afbraak van het oppervlak
- Vermindering van de sterkte
- Structurele verzwakking
Bijna nul porositeit vermindert aanzienlijk:
- Chemische penetratie
- Oxideringswegen
- Interne corrosie
Als gevolg hiervan presteert SSiC uitzonderlijk goed op het gebied van:
- Productie van materiaal voor lithiumbatterijen
- Systemen voor chemische verwerking
- Halveringsapparatuur
- Corrosieve ovenatmosfeer
SSiC:60 W/m·K
RSiC:35·36 W/m·K
SSiC draagt veel sneller warmte over.
De voordelen zijn onder meer:
- Verminderde thermische gradiënten
- Een gelijkmatiger temperatuurdistributie
- Lagere concentratie van thermische spanningen
Dit draagt rechtstreeks bij tot een betere betrouwbaarheid.
Vanwege de poreuze structuur:
- De korrelgrens kan gemakkelijker glijden
- De spanning is geconcentreerd rond de poriën.
- Lange termijn vervorming toeneemt
De dichte structuur zorgt voor:
- Sterke korrelbinding
- Elastische modulus van ongeveer 410 GPa
- Uitstekende dimensionale stabiliteit
Voor continue werking van meer dan 1000 uur behoudt SSiC over het algemeen een veel betere geometrie dan RSiC.
✔ Een lichte constructie is belangrijk
✔ Verwarmingsbestendigheid is de voornaamste vereiste
✔ De mechanische belastingen zijn relatief gering
Typische toepassingen zijn:
- met een breedte van niet meer dan 15 mm
- Lichte ovenmeubelen
- met een breedte van niet meer dan 15 mm
- Structuur voor thermische cyclus
✔ Er zijn hoge mechanische belastingen
✔ Er is behoefte aan een langdurige structuur
✔ Er zijn corrosieve atmosferen aanwezig
✔ Een lange levensduur is essentieel
Typische toepassingen zijn:
- met een breedte van niet meer dan 50 mm
- met een breedte van niet meer dan 50 mm
- Buizen voor de bescherming van thermocouples
- Meubelen voor ovens met lithiumbatterijen
- Chemische verwerkingsapparatuur
Ontdek onze siliciumcarbide oplossingen:
- Sineerbare SiC-rolstaven zonder druk
- SSiC-balken
- SSiC-platen
- SSiC Saggers
- Thermocouple-beschermingsbuizen
- RSiC-balken
- RSiC-rollers
- RSiC-setplaten
- RSiC-ovenmeubilair
Website:
De Commissie heeft de Commissie verzocht om een aanvullende beoordeling in te dienen.
- Nee, dat is niet waar.
SSiC biedt doorgaans drie tot vier keer meer buigsterkte dan RSiC.
Beide materialen presteren goed.
RSiC wordt vaak geselecteerd voor lichte thermische cyclingtoepassingen, terwijl SSiC een grotere veiligheidsmarge biedt vanwege zijn aanzienlijk hogere sterkte.
Voor omgevingen met een hoge belasting, corrosieve of continue werking biedt SSiC over het algemeen een aanzienlijk langere levensduur.
Het drukloze sinterproces creëert een bijna volledig dichte microstructuur, wat resulteert in hogere sterkte, betere corrosiebestendigheid, superieure slijtvastheid en een langere levensduur.
Hoewel zowel SSiC als RSiC siliciumcarbide materialen zijn, verschillen hun technische prestaties aanzienlijk.
- Lichte constructie
- Goede thermische schokbestendigheid
- Kosteneffectieve oplossingen voor toepassingen met een lage belasting
- Bijna nul porositeit
- Uitzonderlijke mechanische sterkte
- Superieure corrosiebestendigheid
- Uitstekende kruipbestandheid
- Langere levensduur
Voor veeleisende toepassingen bij hoge temperaturen die structurele stabiliteit, betrouwbaarheid, corrosiebestendigheid en een lange levensduur vereisen,drukloos gesinterd siliciumcarbide (SSiC) is doorgaans de voorkeurstechnische keuze.
Ons technische team kan helpen bij het evalueren van:
- Werktemperatuur
- Mechanische belasting
- Termische cyclusomstandigheden
- Verwachte levensduur
Neem contact met ons op voor ondersteuning bij de materiaalkeuze:
Website: De Commissie heeft de Commissie verzocht om een aanvullende beoordeling in te dienen.
E-mail:Scarlett.s@kegugroup.com
Shaanxi Kegu New Material Technology Co., Ltd.
Geavanceerde siliconcarbide keramische oplossingen voor industriële installaties met hoge temperaturen.
