XI?? AN, ChinaCom as crescentes exigências de materiais capazes de operar em condições de alta temperatura, corrosão e exigência mecânica,Os componentes cerâmicos de carburo de silício, em especial o carburo de silício sinterizado sem pressão (SSiC), estão a ser mais amplamente adoptados em vários sectores industriais..
De acordo com observações da indústria, os materiais SSiC estão a ser aplicados no processamento de semicondutores, sistemas químicos e equipamentos térmicos onde a estabilidade de desempenho é crítica.
Expansão do uso em sistemas de semicondutores e térmicos
Na fabricação de semicondutores, os componentes de carburo de silício, como portadores de wafer, tubos de processo e elementos de aquecimento, são usados em ambientes superiores a 1200 °C.
As características do material, incluindo um baixo coeficiente de expansão térmica (~ 4,0 * 10 - 6 / K) e alta condutividade térmica (~ 116 W / m · K), suportam a estabilidade dimensional durante o ciclo térmico.
Da mesma forma, em aplicações de fornos e processamento térmico, os componentes SSiC são usados como móveis de fornos, placas de fixação e suportes estruturais.Com uma temperatura de funcionamento máxima de até 1650°C no ar e resistência a choques térmicos superior a ΔT 350°C, o material é adequado para condições de aquecimento e arrefecimento repetidos.
Performance em ambientes químicos corrosivos
Nos sistemas de processamento químico, os componentes de carburo de silício são comumente usados para anéis de vedação, peças de bomba e revestimentos resistentes à corrosão.
Os dados do ensaio em condições controladas (125~300 horas de imersão com agitação) indicam:
- Taxa de corrosão de aproximadamente 1,8 mg/cm2·ano em 98% de H2SO4 a 100°C
- Taxa de corrosão de aproximadamente 2,5 mg/cm2·ano em 50% de NaOH a 100°C
Estes valores são geralmente considerados dentro do intervalo adequado para utilização industrial a longo prazo, dependendo da concepção do sistema e das condições de funcionamento.
Aplicações mecânicas e resistentes ao desgaste
Além de ambientes térmicos e químicos, as cerâmicas de carburo de silício também são usadas em aplicações críticas de desgaste, como buchas, faces de vedação e componentes estruturais.
As propriedades típicas incluem uma dureza de aproximadamente 93 HRA e um módulo de elasticidade de cerca de 410 GPa, suportando resistência à deformação e ao desgaste sob carga mecânica.
Considerações de fabrico
Os componentes SSiC são produzidos através de processos de sinterização sem pressão superiores a 2100 °C, seguidos de usinagem de precisão.
As capacidades de fabrico notificadas incluem:
- Tolerância dimensional até ±0,02 mm
- Superfície rugosa até Ra ≤ 0,8 μm
- Capacidade de produzir geometrias complexas
Tais parâmetros são relevantes para aplicações que exijam tolerâncias muito rigorosas e um desempenho de montagem consistente.
Perspectivas da indústria
À medida que os sistemas industriais continuam a exigir maior fiabilidade em condições de funcionamento extremas, espera-se que materiais como o SSiC desempenhem um papel crescente na concepção de equipamentos.
É provável que as aplicações que envolvam altas temperaturas, meios corrosivos e desgaste mecânico continuem a ser os principais fatores para a adoção de componentes cerâmicos de carburo de silício.
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