در سیستمهای صنعتی با دمای بالا، هنگامی که اجزای کاربید سیلیکون (SiC) ترک میخورند یا از کار میافتند، رایجترین توضیح این است:
"شکست شوک حرارتی."
از آنجایی که مشاهده تغییرات سریع دما آسان است، شوک حرارتی اغلب به عنوان تشخیص پیش فرض در سیستم های کوره و کوره استفاده می شود.
با این حال، شواهد مهندسی واقعی نشان می دهد که این توضیح اغلب ناقص است.
بسیاری از خرابی هایی که به شوک حرارتی نسبت داده می شود در واقع ناشی از موارد زیر است:
- گرادیان های حرارتی
- محدودیت های ساختاری
- استرس تماسی
- انباشتگی طولانی مدت خستگی
درک مکانیسم واقعی برای بهبود قابلیت اطمینان ضروری استکاربید سیلیکون متخلخل بدون فشار (SSiC)اجزاء در محیط های صنعتی
محصول مرتبط:
میله های غلتکی SiC متخلخل بدون فشار
توضیح سنتی این است:
گرمایش یا سرمایش سریع → استرس حرارتی → ترک خوردگی → شکست شوک حرارتی
در نگاه اول، این درست به نظر می رسد.
با این حال، سیستم های کوره واقعی بسیار پیچیده تر عمل می کنند.
شکست واقعی شوک حرارتی معمولاً نشان می دهد:
- شکستگی ناگهانی بلافاصله پس از تغییر دما
- توزیع تصادفی ترک
- زمان کوتاه تا شکست
- بدون محلی سازی استرس واضح
سناریوهای معمولی عبارتند از:
- خاموش کردن سرامیک داغ
- قرار گرفتن در معرض هوای سرد ناگهانی
- شرایط خاموشی شدید
مطالب مرتبط:
در یک فرآیند زینترینگ بدون فشار 2100 درجه سانتیگراد
خرابی های واقعی کوره اغلب الگوهای مختلفی را نشان می دهند:
- ترک در انتهای غلتک
- آسیب منطقه پشتیبانی
- بریدگی لبه
- شکست تاخیری پس از خاموش شدن
- تخریب پیشرونده
این نشان می دهد:
خرابی سیستم محور، نه شوک حرارتی خالص
دما در سیستم های واقعی هرگز یکنواخت نیست.
تجربه قطعات:
- تفاوت منطقه گرم در مقابل منطقه سرد
- سطح در مقابل شیب هسته
- محدود در مقابل گسترش رایگان
این منجر به:
بر خلاف شوک حرارتی، این عبارت است از:
- تجمعی
- مترقی
- وابسته به سیستم
اجزای SiC به ندرت مستقل هستند.
آنها عبارتند از:
- پشتیبانی می شود
- بسته شده
- محدود شده است
این باعث ایجاد تنش کششی در موارد زیر می شود:
- پشتیبانی می کند
- لبه ها
- رابط های تماس
مطالب مرتبط:
پشتیبانی چرخ در مقابل پشتیبانی فنری در سیستمهای غلتکی SiC
در سیستم های غلتکی، بار از طریق نواحی تماس کوچک منتقل می شود.
این باعث می شود:
- تمرکز استرس
- ریزترک ها
- خستگی سطحی
علائم معمولی:
- پوشیدن مارپیچ
- ترک انتهای صورت
- پوسته پوسته شدن موضعی
محصول مرتبط:
پرتوهای SSiC
بسیاری از شکست ها ناگهانی نیستند.
آنها در طول زمان به دلیل:
- اکسیداسیون
- خوردگی
- تضعیف مرز دانه
- خستگی سیکل حرارتی
بنابراین "رویداد کرک" نهایی تنها آخرین مرحله از یک فرآیند طولانی است.
| ویژگی | شوک حرارتی واقعی | شکست صنعتی واقعی |
|---|---|---|
| مقیاس زمانی | فوری | مترقی |
| الگوی ترک | تصادفی | محلی شده است |
| محل شکست | هر جا | پشتیبانی از / لبه ها |
| علت | شوک دما | تعامل سیستم |
اکثر خرابی های SiC عبارتند از:
خرابی در سطح سیستم، نه شکست مادی
رانندگان واقعی عبارتند از:
- توزیع دما
- طراحی کوره
- ساختار پشتیبانی
- شرایط تماس
- رفتار خنک کننده
مطالب مرتبط:
چرا اکثر خرابیهای غلتک SiC به جای مواد محور، سیستم محور هستند؟
- بهبود یکنواختی گرمایش
- کنترل سرعت خنک کننده
- کاهش محدودیت های سفت و سخت
- بهبود توزیع بار
- بهبود هم ترازی
- اجتناب از بارگذاری نقطه
- بریدگی لبه
- ریزترک ها
- ساپورت پوشیدن
با وجود خطرات شکست،SiC متخلخل بدون فشار (SSiC)به طور گسترده استفاده می شود به دلیل:
- هدایت حرارتی بالا
- انبساط حرارتی کم
- پایداری قدرت عالی
محصول مرتبط:
SSiC Saggers
شوک حرارتی اغلب اشتباه تشخیص داده می شود زیرا ترک به تنهایی دلیل واقعی را نشان نمی دهد.
در اکثر سیستم های صنعتی، شکست ناشی از موارد زیر است:
- گرادیان های حرارتی
- محدودیت های ساختاری
- استرس تماسی
- تخریب طولانی مدت
اگر آسیب در نزدیکی تکیه گاه ها موضعی شود و به تدریج ایجاد شود، معمولاً همینطور استشوک حرارتی نیست
یک استمشکل تنش حرارتی در سطح سیستم
