اخبار شرکت تقاضای صنعتی باعث گسترش استفاده از قطعات سرامیکی کربید سیلیکون در کاربردهای با عملکرد بالا می شود

شیان، چین —با افزایش نیاز به موادی که قادر به کار در شرایط دمای بالا، خورنده و از نظر مکانیکی سخت هستند، قطعات سرامیکی کاربید سیلیکون — به ویژه کاربید سیلیکون زینتر شده بدون فشار (SSiC) — در حال گسترش پذیرش در بخش‌های صنعتی متعدد هستند.

بر اساس مشاهدات صنعتی، مواد SSiC در پردازش نیمه‌هادی‌ها، سیستم‌های شیمیایی و تجهیزات حرارتی که پایداری عملکرد در آن‌ها حیاتی است، به کار گرفته می‌شوند.

در تولید نیمه‌هادی‌ها، قطعات کاربید سیلیکون مانند حامل‌های ویفر، لوله‌های فرآیندی و عناصر گرمایشی در محیط‌هایی با دمای بیش از ۱۲۰۰ درجه سانتی‌گراد استفاده می‌شوند.

ویژگی‌های مواد از جمله ضریب انبساط حرارتی پایین (حدود ۴.۰ * ۱۰ به توان منفی ۶ بر کلوین) و هدایت حرارتی بالا (حدود ۱۱۶ وات بر متر بر کلوین) از پایداری ابعادی در طول چرخه حرارتی پشتیبانی می‌کنند.

به طور مشابه، در کاربردهای کوره و پردازش حرارتی، قطعات SSiC به عنوان لوازم کوره، صفحات نشیمن و تکیه‌گاه‌های ساختاری استفاده می‌شوند. با حداکثر دمای سرویس تا ۱۶۵۰ درجه سانتی‌گراد در هوا و مقاومت در برابر شوک حرارتی بیش از ۳۵۰ درجه سانتی‌گراد، این ماده برای شرایط گرمایش و سرمایش مکرر مناسب است.

در سیستم‌های پردازش شیمیایی، قطعات کاربید سیلیکون معمولاً برای حلقه‌های آب‌بندی، قطعات پمپ و پوشش‌های مقاوم در برابر خوردگی استفاده می‌شوند.

داده‌های آزمایشی تحت شرایط کنترل شده (۱۲۵ تا ۳۰۰ ساعت غوطه‌وری با هم زدن) نشان می‌دهند:

• نرخ خوردگی تقریباً ۱.۸ میلی‌گرم بر سانتی‌متر مربع در سال در ۹۸٪ H2SO4 در دمای ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد
• نرخ خوردگی تقریباً ۲.۵ میلی‌گرم بر سانتی‌متر مربع در سال در ۵۰٪ NaOH در دمای ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد

این مقادیر به طور کلی در محدوده مناسب برای استفاده صنعتی طولانی مدت، بسته به طراحی سیستم و شرایط عملیاتی، در نظر گرفته می‌شوند.

فراتر از محیط‌های حرارتی و شیمیایی، سرامیک‌های کاربید سیلیکون نیز در کاربردهای حیاتی از نظر سایش مانند بوشینگ‌ها، سطوح آب‌بندی و قطعات ساختاری استفاده می‌شوند.

خواص معمول شامل سختی تقریباً ۹۳ HRA و مدول الاستیسیته حدود ۴۱۰ گیگاپاسکال است که از مقاومت در برابر تغییر شکل و سایش تحت بار مکانیکی پشتیبانی می‌کند.

قطعات SSiC از طریق فرآیندهای زینترینگ بدون فشار در دمای بیش از ۲۱۰۰ درجه سانتی‌گراد تولید می‌شوند و سپس ماشین‌کاری دقیق انجام می‌شود.

قابلیت‌های تولید گزارش شده شامل موارد زیر است:

• تلرانس ابعادی تا ±۰.۰۲ میلی‌متر
• زبری سطح تا Ra ≤ ۰.۸ میکرومتر
• قابلیت تولید هندسه‌های پیچیده

چنین پارامترهایی برای کاربردهایی که نیاز به تلرانس‌های دقیق و عملکرد مونتاژ سازگار دارند، مرتبط هستند.

با توجه به اینکه سیستم‌های صنعتی همچنان به قابلیت اطمینان بالاتر در شرایط عملیاتی شدید نیاز دارند، انتظار می‌رود موادی مانند SSiC نقش فزاینده‌ای در طراحی تجهیزات ایفا کنند.

کاربردها شامل دمای بالا، محیط‌های خورنده و سایش مکانیکی به احتمال زیاد محرک‌های کلیدی برای پذیرش قطعات سرامیکی کاربید سیلیکون باقی خواهند ماند.