Yüksek Performanslı Uygulamalarda Silisyum Karbür Seramik Parçaların Daha Geniş Kabulünü Endüstriyel Talep Tetikliyor

Xi'an, Çin Yüksek sıcaklıklarda, koroziv ve mekanik olarak zorlu koşullarda çalışabilen malzemeler için artan gereksinimlerle,basınçsız sinterlenmiş silikon karbid (SSiC) seramik bileşenleribirçok endüstriyel sektörde daha geniş bir şekilde kabul görüyorlar.

Endüstrinin gözlemlerine göre, SSiC malzemeleri, performans istikrarının kritik olduğu yarı iletken işleme, kimyasal sistemlere ve termal ekipmanlara uygulanmaktadır.

Yarım iletken üretiminde, wafer taşıyıcıları, süreç boruları ve ısıtma elemanları gibi silikon karbid bileşenleri 1200 °C'yi aşan ortamlarda kullanılır.

Düşük termal genişleme katsayısı (~ 4.0 * 10-6 / K) ve yüksek termal iletkenlik (~ 116 W / m · K) dahil olmak üzere malzeme özellikleri, termal döngü sırasında boyutsal istikrarı destekler.

Benzer şekilde, fırın ve termal işleme uygulamalarında, SSiC bileşenleri fırın mobilyaları, setter plakaları ve yapısal destekler olarak kullanılır.Havadaki maksimum çalışma sıcaklığı 1650°C'ye kadar ve ΔT 350°C'yi aşan termal şok direnci ile, malzeme tekrarlanan ısıtma ve soğutma koşulları için uygundur.

Kimyasal işleme sistemlerinde, silikon karbid bileşenleri genellikle mühür halkaları, pompa parçaları ve korozyona dayanıklı kaplamalar için kullanılır.

Kontrollü koşullarda yapılan test verileri (125~300 saatlik daldırma ve karıştırma) şunları göstermektedir:

• 100°C'de %98 H2SO4'te yaklaşık 1,8 mg/cm2·yıl korozyon hızı
• 100 °C'de %50 NaOH'da yaklaşık 2,5 mg/cm2·yıl korozyon hızı

Bu değerler, sistem tasarımına ve çalışma koşullarına bağlı olarak, genellikle uzun süreli endüstriyel kullanım için uygun aralığın içinde kabul edilir.

Termal ve kimyasal ortamların ötesinde, silikon karbid seramikleri, kabuklar, mühür yüzleri ve yapısal bileşenler gibi aşınma kritik uygulamalarda da kullanılır.

Tipik özellikler arasında yaklaşık 93 HRA sertliği ve yaklaşık 410 GPa'lık bir esneklik modülü bulunur, mekanik yük altında deformasyon ve aşınmaya karşı dayanıklılığı destekler.

SSiC bileşenleri, 2100 °C'yi aşan basınçsız sinterleme işlemleri ile üretilir ve ardından hassas işleme uygulanır.

Rapor edilen üretim kapasiteleri şunları içerir:

• Boyut toleransı ±0,02 mm'ye kadar
• Ra ≤ 0,8 μm'ye kadar yüzey kabalığı
• Karmaşık geometri üretme yeteneği

Bu tür parametreler, sıkı toleranslar ve tutarlı montaj performansı gerektiren uygulamalar için önemlidir.

Endüstriyel sistemler aşırı çalışma koşullarında daha yüksek güvenilirliği talep etmeye devam ettikçe, SSiC gibi malzemelerin ekipman tasarımında artan bir rol oynaması bekleniyor.

Yüksek sıcaklık, aşındırıcı ortamlar ve mekanik aşınma içeren uygulamalar, silikon karbid seramik bileşenlerinin benimsenmesinin anahtar itici güçleri olmaya devam edecektir.