ทําไมซิลิคอนคาร์ไบด์ (RSiC) ที่ทํากระจกใหม่ได้ผลดีกว่าในอุปกรณ์ที่ใช้ในเตาอบร้อนเร็ว

ในเตาอบอุตสาหกรรมที่มีอุณหภูมิสูงหลายแห่ง ความท้าทายที่ใหญ่ที่สุดมักไม่ใช่อุณหภูมิการทํางานสูงสุด แต่เป็นความสามารถในการทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว

โดยเฉพาะอย่างยิ่งใน:

• เครื่องอบม้วน
• เครื่องเผาผิง
• เครื่องเผาไฟเร็ว
• โซนทําความร้อนก่อน
• ระบบวงจรความร้อน

ภายใต้สภาพการณ์ดังกล่าว ความต้านทานต่อการกระแทกทางความร้อนกลายเป็นหนึ่งในปัจจัยที่สําคัญที่สุดที่ส่งผลต่อความน่าเชื่อถือของเฟอร์นิเจอร์เตาอบ

ในหมู่วัสดุเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์ต่าง ๆคาร์บิดซิลิคอน (RSiC)ได้รับการยอมรับมาอย่างยาวนาน สําหรับความทนทานที่ดีต่อการกระแทกทางความร้อนองค์ประกอบจุลพิเศษของมันทําให้มันทนต่อสภาพการทําความร้อนและการทําความเย็นที่รุนแรง.

บทความนี้อธิบายว่าทําไม RSiC ทํางานได้ดีอย่างพิเศษในสภาพแวดล้อมความร้อนอย่างรวดเร็ว โดยใช้ข้อมูลเทคนิคจริงจากคาร์บิดซิลิคอน (RSiC).

เมื่อส่วนประกอบเซรามิกถูกทําความร้อนอย่างรวดเร็ว พื้นผิวภายนอกจะดูดซึมความร้อนก่อน ขณะที่ภายในยังคงเย็น

นี่ทําให้เกิด:

• ภาวะอุณหภูมิ
• การขยายความร้อนต่าง
• ความเข้มข้นภายใน

หากความเครียดที่เกิดมากกว่าความอดทนของวัสดุ ผลลัพธ์อาจเป็น:

• การแตกผิว
• การบิดเบือนโครงสร้าง
• การบดขอบ
• แปรกกระทันหัน

สําหรับเฟอร์นิเจอร์เตาอบที่ทํางานภายใต้อัตราการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิบ่อย ๆ ความเครียดทางความร้อนมักเป็นปัญหาความน่าเชื่อถือที่สําคัญกว่าการอัดแรงทางกล

วัสดุเซรามิกมักแสดงให้เห็นว่า:

• ความแข็งแรงในการกดสูง
• ความแข็งแรงดีเยี่ยม
• ความมั่นคงที่สูง

อย่างไรก็ตาม พวกมันมักมีความรู้สึกต่อความเครียดในการดึง

ระหว่างการทําความร้อนหรือทําความเย็นอย่างรวดเร็ว การขยายที่ไม่เท่าเทียมกัน สร้างความเครียดในการดึงในพื้นที่ภายในโครงสร้าง

ยิ่งความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างภูมิภาคต่าง ๆ ขององค์ประกอบยิ่งใหญ่ ความเสี่ยงของการเริ่มต้นการแตกก็ยิ่งใหญ่

เพราะฉะนั้นความทนทานต่อการกระแทกทางความร้อนเป็นหนึ่งในเกณฑ์การคัดเลือกที่สําคัญที่สุดสําหรับเฟอร์นิเจอร์เตาอบที่ทํางานในสภาพแวดล้อมที่เผาเร็ว

หนึ่งในข้อดีสําคัญของ StarryTM RSiC คือความสามารถในการนําความร้อนที่สูง

3536 W/m·K ที่ 1200 °C

ทําให้ความร้อนกระจายไปทั่วโครงสร้างอย่างรวดเร็ว

เมื่อความร้อนแพร่กระจายได้อย่างเท่าเทียมกันมากขึ้น

• ความแตกต่างของอุณหภูมิจากพื้นผิวไปยังแกนลดลง
• ความดันทางความร้อนภายในจะมีความเท่าเทียมกันมากขึ้น
• ความรู้สึกต่อการกระแทกทางความร้อนลดลง

เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุที่ทนไฟแบบดั้งเดิมหลายอย่าง RSiC จะถ่ายทอดความร้อนเร็วขึ้นมาก ช่วยรักษาความสมดุลทางความร้อนในช่วงรอบการทําความร้อนอย่างรวดเร็ว

ไม่เหมือนกับซิลิคอนคาร์ไบด์ (SSiC) ที่ซินเตอร์โดยไม่มีความดันที่หนาแน่น RSiC มีโครงสร้างโปโรสที่ควบคุมอย่างละเอียด

≤ 17%

ขณะที่ขุมขวางลดความแข็งแรงทางกลสูงสุด แต่ยังเป็นข้อดีทางวิศวกรรมที่สําคัญ

โครงสร้างจุฬาจุฬาจุฬาช่วย:

• ดึงดูดสายพันธุ์ในพื้นที่
• ช่วยลดความเข้มแข็งทางความร้อน
• ติดตามการขยายความแตกต่าง
• ปรับปรุงความทนทานต่อการหมุนเวียนความร้อน

ความสามารถในการบรรเทาความเครียดนี้เป็นเหตุผลหนึ่งที่ RSiC มักได้ผลดีกว่าวัสดุเซรามิกที่หนาแน่นในสภาพแวดล้อมแรงกระแทกทางความร้อน

การขยายความร้อนมีบทบาทสําคัญในการสร้างความเครียด

4.6 × 10−6 / °C (จนถึง 1200 °C)

คอเปิเซนต์การขยายที่ต่ํากว่า หมายถึง:

• การเปลี่ยนแปลงมิติที่น้อยลงระหว่างการทําความร้อน
• การสะสมความเครียดภายในที่ต่ํากว่า
• ลดความไม่ตรงกันระหว่างส่วนประกอบที่เชื่อมต่อ
• ความมั่นคงที่ดีขึ้นในโครงสร้างรองรับ

คุณสมบัตินี้มีความสําคัญเป็นพิเศษในชุดเฟอร์นิเจอร์เตาอบขนาดใหญ่ที่ข้อจํากัดการขยายความร้อนสามารถสร้างความเข้มข้นที่สําคัญ

RSiC ยังมีความหนาแน่นที่ค่อนข้างต่ําเมื่อเทียบกับวัสดุซิลิคอนคาร์ไบด์ที่หนาแน่น

2.65 ละ 2.75 กรัม/ซม.3

ความหนาแน่นต่ํากว่าจะทําให้:

• น้ําหนักความร้อนที่ลดลง
• การปรับอุณหภูมิเร็วขึ้น
• อัตราความอ่อนแอทางความร้อนต่ํากว่า
• การเพิ่มประสิทธิภาพด้านพลังงาน

เนื่องจากวัสดุจะร้อนขึ้นอย่างเท่าเทียมกันมากขึ้น การลดความร้อนลงอย่างน้อย ทําให้ความทนทานต่อการกระแทกจากความร้อนเพิ่มมากขึ้น

เนื่องจากความทนทานต่อการกระแทกทางความร้อนที่ดีมาก RSiC ถูกใช้อย่างมากใน:

• แผ่นเซตเตอร์
• รางรองรับ
• หมึก
• การสนับสนุนโครงสร้าง

• เครื่องอบม้วน
• เครื่องอบอุโมงค์
• เครื่องเผาผงเซรามิกที่เผาเร็ว

• ส่วนประกอบโซนเผา
• ระบบการเผาไหม้ระยะสั้น
• กระบวนการเปิด/ปิดบ่อย

1650 °C ในบรรยากาศที่ออกซิเดน

ทําให้ RSiC เหมาะสําหรับสภาพแวดล้อมการเผาไหม้อุตสาหกรรมที่ต้องการมาก

วิศวกรหลายคนมุ่งเน้นเฉพาะค่าความแข็งแรงเมื่อประเมินวัสดุเซรามิก

เพื่อความหมาย RSiC ให้:

ขณะที่คุณสมบัติทางกลเหล่านี้มีความสําคัญ ผลประสิทธิภาพการกระแทกทางความร้อนมักถูกควบคุมมากขึ้นโดย:

• ความสามารถในการนําความร้อน
• พฤติกรรมการขยายความร้อน
• การกระจายเครียด
• การปรับปรุงโครงสร้าง

กว่าด้วยความแข็งแรงสูงสุด

นี่อธิบายว่าทําไม RSiC มักจะเก่งกว่าวัสดุเซรามิกที่แข็งแกร่ง แต่หนาแน่นในการใช้งานที่ร้อนเร็ว

โดยทั่วไป:

• ✓ การทําความร้อนและทําความเย็นอย่างรวดเร็วเป็นเรื่องปกติ
• ✓ การขี่จักรยานร้อนบ่อย
• ✓ การลดน้ําหนักเป็นสิ่งสําคัญ
• ✓ ความต้านทานต่อการกระแทกทางความร้อนเป็นปัญหาหลัก

• ✓ ความแข็งแรงทางกลสูงสุดที่จําเป็น
• ✓ ความต้านทานต่อการกัดกรองเป็นสิ่งสําคัญ
• ✓ การมีขุมขวางต่ําเป็นสิ่งจําเป็น
• ✓ การใช้งานภาระหนัก

การเข้าใจกลไกการล้มเหลวที่แท้จริงมักจะสําคัญกว่าการเลือกวัสดุที่มีความแข็งแรงสูงสุด

ค้นหาทางแก้ไขเฟอร์นิเจอร์เตาอบซิลิคอนคาร์ไบด์ของเคกู:

• กระบอกซิลิคอนคาร์ไบด์ (RSiC) ที่กระจกใหม่
• แผ่นตั้ง RSiC
• ระบบเฟอร์นิเจอร์เตา RSiC
• รางซิลิคอนคาร์ไบด์ (SSiC) ที่ไม่อัดแรง
• สต๊อปม้วน SSiC

เรียนรู้เพิ่มเติม

https://www.hitech-ceram.com/

ความทนทานต่อการกระแทกทางอุณหภูมิสูงสุดของซิลิคอนคาร์ไบด์เรคริสตัลลิซั่น ไม่ได้มาจากความหนาแน่นสูงสุดหรือความแข็งแรงสูงสุด

แทนที่จะเป็นเช่นนั้น มันมาจากการผสมผสานที่สมดุลของ

• ความสามารถในการนําความร้อนสูง
• การขยายความร้อนต่ํา
• การควบคุมระบายน้ํา
• โครงสร้างเบา
• ความเหมือนกันของอุณหภูมิที่ดี

RSiC แสดงว่าคุณสมบัติเหล่านี้ทํางานร่วมกันอย่างไร เพื่อลดความเครียดทางความร้อนและปรับปรุงความน่าเชื่อถือภายใต้สภาพความร้อนอย่างรวดเร็ว

สําหรับระบบเตาอบที่ความเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่รุนแรงและการหมุนเวียนของความร้อนจะบ่อย RSiC ยังคงเป็นหนึ่งในวัสดุเฟอร์นิเจอร์เตาอบที่น่าเชื่อถือที่สุดที่มีอยู่ปัจจุบัน

ในการใช้งานที่ร้อนเร็ว ความต้านทานต่อการกระแทกทางความร้อนมักจะสําคัญกว่าความแข็งแรงที่สุด

การรวมกันของความสามารถในการนําความร้อน 35·36 W/m·K,4.6 × 10−6/°C การขยายความร้อนและ≤ 17% ความขวางที่ควบคุมได้อธิบายว่าทําไม

RSiC ยังคงเป็นวัสดุที่นิยมสําหรับสภาพแวดล้อมที่ต้องการหมุนเวียนความร้อน