مقایسه کربید سیلیکون سینتر شده بدون فشار (SSiC) و کربید سیلیکون دوباره کریستالیزه شده (RSiC). تفاوت های منافذ ، قدرت ، رسانایی حرارتی ، مقاومت در خزیدن ،مقاومت در برابر خوردگی، و عمر خدمت برای انتخاب مواد مناسب برای کاربردهای دمای بالا.
هنگام انتخاب مواد کربید سیلیکون برای کاربردهای صنعتی با دمای بالا، مهندسان اغلب دو مورد از رایج ترین مواد را مقایسه می کنند:
- کربید سیلیکون سینتر شده بدون فشار (SSiC)
- کربید سیلیکون دوباره کریستالیزه شده (RSiC)
اگرچه هر دو ماده بر اساس کربید سیلیکون (SiC) هستند، عملکرد آنها می تواند در شرایط عملیاتی واقعی به طور قابل توجهی متفاوت باشد.
مهم ترین تفاوت توانایی دمایی نیست.
تفاوت اصلي اينه کهخشکی.
RSiC حاوی یک ساختار منافذ باز با منافذ ظاهری تا 17٪ است، در حالی که SSiC تقریبا کاملا متراکم با تقریبا صفر منافذ باز است.
این تفاوت به طور مستقیم بر:
- قدرت مکانیکی
- مقاومت در برابر خوردگی
- رسانایی حرارتی
- مقاومت در برابر خزیدن
- مدت عمر
- قابلیت اطمینان ساختاری در دراز مدت
برای مبلمان کوره، کوره های باتری لیتیوم، تجهیزات شیمیایی، سیستم های پردازش نیمه هادی و سایر کاربردهای صنعتی سخت، درک این تفاوت بسیار مهم است.
| مواد | حفره باز |
|---|---|
| SSiC | ≈0% |
| RSiC | ≤17٪ |
اگرچه ممکن است منافذ بودن یک ویژگی ساختاری ساده به نظر برسد، اما اغلب تعیین می کند که چگونه یک ماده در شرایط عملیاتی واقعی انجام می شود.
منافذ باز به عنوان:
- مکان های شروع ترک
- مسیرهای اکسیداسیون
- کانال های خوردگی
- مرکبات تنش
هرچه حفره پذیری بیشتر باشد، خطر تخریب در طول مدت طولانی استفاده بیشتر است.
RSiC شامل:
- دانه های بزرگ SiC
- شبکه منافذ باز
- ساختار سبک
مزایا شامل:
✔ مقاومت خوب در برابر ضربه های حرارتی
✔ تراکم کمتری
✔ ساخت مبلمان کوره سبک
✔ تولید مقرون به صرفه برای قطعات بزرگ
SSiC متشکل از:
- دانه های خوب SiC
- پیوند قوی دانه
- ساختار تقریبا کاملا متراکم
مزایا شامل:
- ✔ مقاومت مکانیکی بالا
- ✔ مقاومت عالی در برابر خوردگی
- ✔ مقاومت در برابر فرسایش
- ✔ ثبات ابعاد فوق العاده
- ✔ عمر طولانی
| مالکیت | واحد | SSiC | RSiC |
| محتوای SiC | % | ≥98 Vol% | ≥99٪ |
| تراکم | g/cm3 | ≥3.06 | 2.65275 |
| حفره باز | % | ≈0 | ≤17 |
| سختی ویکرز | HV1 | 2350 | ۱۸۰۰-۲۰۰۰ |
| سختی راکول | R45N | 93 | ️ |
| قدرت خم شدن (۲۰ درجه سانتیگراد) | MPa | 320 ¢ 400 | ۹۰ ٪ ۱۰۰ |
| قدرت انعطاف پذیری (در دمای بالا) | MPa | ۳۰۰/۴۰۰ @ ۱۳۰۰°C | 100-110 @ 1200°C |
| ماژول انعطاف پذیر | GPa | 410 | پایین تر |
| ضریب گسترش حرارتی | 10−6/K | 4.0 | 4.6 |
| رسانایی حرارتی (20°C) | W/m·K | 196 | پایین تر |
| رسانایی حرارتی (1200°C) | W/m·K | 60 | ۳۵ ٫۳۶ |
| مقاومت در برابر شوک حرارتی | ΔT °C | >350 | خیلی خوبه |
| حداکثر دمای کار (هوا) | °C | 1650 | 1650 |
یکی از مهم ترین تفاوت های بین SSiC و RSiC، قدرت مکانیکی است.
SSiC
- 320~400 MPa در دمای اتاق
- 300~400 MPa در 1300°C
RSiC
- ۹۰-۱۰۰ MPa در دمای اتاق
- 100-110 MPa در دما 1200°C
این به این معنی است که SSiC تقریباً:
از RSiC
برای کاربردهایی مانند:
- رول های کربید سیلیکون
- داربست های فانوس بلند
- اجزای اجاق بخار با باتری لیتیوم
- مبلمان ساختاری کوره
این تفاوت بسیار مهم می شود.
چون RSiC حاوی منافذ باز است:
- بخارها ميتونن به ساختمون نفوذ کنن
- اکسیداسیون راحت تر پیش می رود
- گونه های فاسد می توانند به مناطق عمیق تر برسند
با گذشت زمان این امر ممکن است منجر به:
- تخریب سطح
- کاهش قدرت
- ضعف ساختاری
پوراسیتی نزدیک به صفر به طور قابل توجهی:
- نفوذ شیمیایی
- مسیرهای اکسیداسیون
- خوردگی داخلی
در نتیجه، SSiC عملکرد فوق العاده خوبی در:
- تولید مواد باتری لیتیوم
- سیستم های پردازش شیمیایی
- تجهیزات نیمه هادی
- اتمسفر های خورنده کوره
SSiC:60 W/m·K
RSiC:۳۵٫۳۶ W/m·K
SSiC گرما رو خیلی سریع تر منتقل میکنه
مزایای این روش عبارتند از:
- کاهش گرادیانس های حرارتی
- توزیع یکنواخت تر دمای
- غلظت فشار حرارتی پایین تر
این به طور مستقیم به افزایش قابلیت اطمینان کمک می کند.
به خاطر ساختار متخلخلش:
- حرکت مرز دانه ها راحت تر اتفاق می افتد
- استرس در اطراف منافذ متمرکز می شود
- افزایش تغییر شکل در دراز مدت
ساختار متراکم:
- پیوند قوی دانه
- ماژول انعطاف پذیری حدود 410 GPa
- ثبات ابعاد عالی
برای کار مستمر بیش از 1000 ساعت، SSiC به طور کلی هندسه را بسیار بهتر از RSiC حفظ می کند.
✔ ساخت سبک مهم است
✔ مقاومت در برابر ضربه های حرارتی، شرط اصلی است
✔ بار مکانیکی نسبتا کم است
کاربردهای معمول عبارتند از:
- صفحه های تنظیم کننده
- مبلمان کوره سبک
- فنجان های سوزان
- سازه های چرخه حرارتی
✔ بارهای مکانیکی بالا وجود دارد
✔ ساختارهای طولانی مدت مورد نیاز است
✔ اتمسفر های خوردنی وجود دارد
✔ طول عمر بسیار مهم است
کاربردهای معمول عبارتند از:
- رول های کربید سیلیکون
- چوب های کربید سیلیکون
- لوله های محافظ ترموکوپل
- مبلمان کوره باتری لیتیوم
- تجهیزات پردازش شیمیایی
راه حل های کربید سیلیکون ما را کشف کنید:
- پرتو های RSiC
- رولر های RSiC
- صفحه های تنظیم کننده RSiC
- مبلمان کوره RSiC
وب سایت:
نه، نه
SSiC به طور معمول سه تا چهار برابر قدرت خم شدن را نسبت به RSiC فراهم می کند.
هر دو ماده عملکرد خوبی دارند.
RSiC اغلب برای کاربردهای چرخه حرارتی سبک انتخاب می شود، در حالی که SSiC به دلیل قدرت قابل توجهی بالاتر، حاشیه ایمنی بیشتری را ارائه می دهد.
برای محیط های بارگذاری بالا، خوردنی یا کار مداوم، SSiC به طور کلی عمر قابل توجهی طولانی تر را فراهم می کند.
فرآیند سینتر کردن بدون فشار یک میکروسtruktور تقریباً کاملاً متراکم ایجاد می کند ، که منجر به قدرت بالاتر ، مقاومت بهتر در برابر خوردگی ، مقاومت در برابر فرسایش برتر و عمر عملیاتی طولانی تر می شود.
اگرچه هر دو SSiC و RSiC مواد کربید سیلیکون هستند، عملکرد مهندسی آنها به طور قابل توجهی متفاوت است.
- ساخت سبک
- مقاومت خوب در برابر شوک حرارتی
- راه حل های مقرون به صرفه برای کاربردهای کم بار
- حفره ای نزدیک به صفر
- مقاومت مکانیکی فوق العاده
- مقاومت در برابر خوردگی
- مقاومت فوق العاده در برابر خزیدن
- طول عمر عملیاتی طولانی تر
برای کاربردهای سخت درجه حرارت بالا که نیاز به ثبات ساختاری، قابلیت اطمینان، مقاومت در برابر خوردگی و عمر طولانی دارند،کربید سیلیکون سینتر شده بدون فشار (SSiC) معمولاً انتخاب مهندسی ترجیح داده می شود.
تيم مهندسي ما ميتونه کمک کنه:
- دمای کار
- بار مکانیکی
- شرایط چرخه حرارتی
- عمر انتظار شده
برای پشتیبانی در انتخاب مواد با ما تماس بگیرید:
وب سایت: https://www.hitech-ceram.com/
ایمیل:"اسکارلت"@kegugroup.com
شرکت Shaanxi Kegu New Material Technology Co. Ltd.
راه حل های سرامیکی کاربید سیلیکون پیشرفته برای صنایع با دمای بالا
