So sánh Sintered Silicon Carbide (SSiC) không áp suất và Silicon Carbide tái tinh thể (RSiC).Kháng ăn mòn, và tuổi thọ để chọn vật liệu phù hợp cho các ứng dụng nhiệt độ cao.
Khi lựa chọn vật liệu cacbon silicon cho các ứng dụng công nghiệp nhiệt độ cao, các kỹ sư thường so sánh hai trong số các vật liệu được sử dụng rộng rãi nhất:
- Sintered Silicon Carbide không áp suất (SSiC)
- Silicon Carbide tái tinh thể (RSiC)
Mặc dù cả hai vật liệu đều dựa trên silicon carbide (SiC), hiệu suất của chúng có thể khác nhau đáng kể trong điều kiện hoạt động thực tế.
Sự khác biệt quan trọng nhất không phải là khả năng nhiệt độ.
Sự khác biệt thực sự làđộ xốp.
RSiC chứa một cấu trúc xốp mở với độ xốp hiển nhiên lên đến 17%, trong khi SSiC gần như hoàn toàn dày đặc với độ xốp mở gần như bằng không.
Sự khác biệt này ảnh hưởng trực tiếp đến:
- Sức mạnh cơ học
- Chống ăn mòn
- Khả năng dẫn nhiệt
- Chống bò
- Thời gian sử dụng
- Tính đáng tin cậy về cấu trúc dài hạn
Đối với đồ nội thất lò, lò pin lithium, thiết bị hóa học, hệ thống xử lý bán dẫn và các ứng dụng công nghiệp đòi hỏi khác, việc hiểu sự khác biệt này là rất quan trọng.
| Vật liệu | Mở lỗ |
|---|---|
| SSiC | ≈0% |
| RSiC | ≤17% |
Mặc dù độ xốp có thể xuất hiện như một đặc điểm cấu trúc đơn giản, nó thường quyết định cách một vật liệu hoạt động trong điều kiện hoạt động thực tế.
Các lỗ chân lông mở hoạt động như:
- Các vị trí bắt đầu crack
- Đường oxy hóa
- Các kênh ăn mòn
- Máy tập trung căng thẳng
Độ xốp càng cao, nguy cơ suy thoái càng lớn trong thời gian sử dụng lâu dài.
RSiC bao gồm:
- Các hạt SiC lớn
- Mạng lỗ chân lông mở
- Cấu trúc nhẹ
Ưu điểm bao gồm:
✔ Chống sốc nhiệt tốt
✔ Độ mật độ thấp hơn
✔ Xây dựng đồ nội thất lò nướng nhẹ
✔ Sản xuất chi phí hiệu quả cho các thành phần lớn
SSiC bao gồm:
- Các hạt SiC mịn
- Sự gắn kết hạt mạnh mẽ
- Cấu trúc gần như hoàn toàn dày đặc
Ưu điểm bao gồm:
- ✔ Sức mạnh cơ học cao
- ✔ Chống ăn mòn tuyệt vời
- ✔ Chống mòn cao hơn
- ✔ Sự ổn định kích thước xuất sắc
- ✔ Thời gian sử dụng dài
| Tài sản | Đơn vị | SSiC | RSiC |
| Hàm lượng SiC | % | ≥ 98% Vol | ≥99% |
| Mật độ | g/cm3 | ≥ 3.06 | 2.65 ¢2.75 |
| Mở lỗ | % | ≈0 | ≤17 |
| Độ cứng Vickers | HV1 | 2350 | 1800 ¢ 2000 |
| Độ cứng Rockwell | R45N | 93 | ️ |
| Sức mạnh uốn cong (20°C) | MPa | 320 ¢ 400 | 90 ¢ 100 |
| Sức mạnh uốn cong (nhiệt độ cao) | MPa | 300-400 @1300°C | 100~110 @ 1200°C |
| Mô-đun đàn hồi | GPa | 410 | Hạ |
| Tỷ lệ mở rộng nhiệt | 10−6/K | 4.0 | 4.6 |
| Khả năng dẫn nhiệt (20°C) | W/m·K | 196 | Hạ |
| Khả năng dẫn nhiệt (1200°C) | W/m·K | 60 | 35?36 |
| Chống sốc nhiệt | ΔT °C | > 350 | Rất tốt. |
| Nhiệt độ hoạt động tối đa (không khí) | °C | 1650 | 1650 |
Một trong những khác biệt quan trọng nhất giữa SSiC và RSiC là độ bền cơ học.
SSiC
- 320-400 MPa ở nhiệt độ phòng
- 300~400 MPa ở 1300°C
RSiC
- 90-100 MPa ở nhiệt độ phòng
- 100-110 MPa ở 1200°C
Điều này có nghĩa là SSiC cung cấp khoảng:
hơn RSiC.
Đối với các ứng dụng như:
- Vòng cuộn cacbit silicon
- Đường sợi lò dài
- Các thành phần lò pin lithium
- Đồ nội thất bếp cấu trúc
sự khác biệt này trở nên cực kỳ quan trọng.
Bởi vì RSiC chứa các lỗ chân lông mở:
- Khí có thể thâm nhập vào cấu trúc
- Ôxy hóa tiến triển dễ dàng hơn
- Các loài ăn mòn có thể đến các vùng sâu hơn
Theo thời gian, điều này có thể dẫn đến:
- Sự suy thoái bề mặt
- Giảm sức mạnh
- Sự suy yếu về cấu trúc
Độ xốp gần bằng không làm giảm đáng kể:
- Thâm nhập hóa học
- Đường oxy hóa
- Kiểu ăn mòn bên trong
Kết quả là, SSiC hoạt động đặc biệt tốt trong:
- Sản xuất vật liệu pin lithium
- Hệ thống chế biến hóa học
- Thiết bị bán dẫn
- Không khí lò ăn mòn
SSiC:60 W/m·K
RSiC:3536 W/m·K
SSiC chuyển nhiệt nhanh hơn đáng kể.
Lợi ích bao gồm:
- Giảm gradient nhiệt
- Phân bố nhiệt độ đồng nhất hơn
- Nồng độ căng thẳng nhiệt thấp hơn
Điều này góp phần trực tiếp cải thiện độ tin cậy.
Do cấu trúc xốp:
- Biến ranh giới hạt xảy ra dễ dàng hơn
- Áp lực tập trung xung quanh lỗ chân lông
- Tăng biến dạng lâu dài
Cấu trúc dày đặc cung cấp:
- Sự gắn kết hạt mạnh mẽ
- Mô-đun đàn hồi khoảng 410 GPa
- Sự ổn định kích thước tuyệt vời
Đối với hoạt động liên tục vượt quá 1000 giờ, SSiC thường duy trì hình học tốt hơn nhiều so với RSiC.
✔ Xây dựng nhẹ là quan trọng
✔ Khả năng chống sốc nhiệt là yêu cầu chính
✔ Mức tải cơ khí tương đối thấp
Các ứng dụng điển hình bao gồm:
- Các tấm đặt
- Đồ nội thất lò hơi nhẹ
- Các vòi phun lò đốt
- Các cấu trúc chu kỳ nhiệt
✔ Có tải cơ khí cao
✔ Cần các cấu trúc dài
✔ Có khí quyển ăn mòn
✔ Thời gian sử dụng dài là rất quan trọng
Các ứng dụng điển hình bao gồm:
- Vòng cuộn cacbit silicon
- Các chùm cacbon silicon
- Các ống bảo vệ nhiệt cặp
- Đồ nội thất lò sưởi pin lithium
- Thiết bị chế biến hóa chất
Khám phá các giải pháp silicon carbide của chúng tôi:
- Các chùm RSiC
- Các cuộn RSiC
- Các tấm đặt RSiC
- Đồ nội thất lò RSiC
Trang web:
Không, không.
SSiC thường cung cấp độ bền uốn cong cao gấp ba đến bốn lần so với RSiC.
Cả hai vật liệu đều hoạt động tốt.
RSiC thường được lựa chọn cho các ứng dụng chu kỳ nhiệt nhẹ, trong khi SSiC cung cấp một biên an toàn lớn hơn do độ bền cao hơn đáng kể.
Đối với môi trường tải trọng cao, ăn mòn hoặc hoạt động liên tục, SSiC thường cung cấp tuổi thọ hoạt động lâu hơn đáng kể.
Quá trình sinter không áp suất tạo ra một cấu trúc vi mô gần như hoàn toàn dày đặc, dẫn đến độ bền cao hơn, khả năng chống ăn mòn tốt hơn, khả năng chống mòn vượt trội và tuổi thọ hoạt động lâu hơn.
Mặc dù cả SSiC và RSiC đều là vật liệu cacbit silicon, nhưng hiệu suất kỹ thuật của chúng khác nhau đáng kể.
- Xây dựng nhẹ
- Chống sốc nhiệt tốt
- Các giải pháp hiệu quả về chi phí cho các ứng dụng tải thấp
- Gần không lỗ chân lông
- Sức mạnh cơ học đặc biệt
- Chống ăn mòn vượt trội
- Chống lướt xuất sắc
- Tuổi thọ hoạt động lâu hơn
Đối với các ứng dụng nhiệt độ cao đòi hỏi sự ổn định cấu trúc, độ tin cậy, khả năng chống ăn mòn và tuổi thọ dài,Silikon carbide sintered không áp suất (SSiC) thường là sự lựa chọn kỹ thuật ưa thích.
Nhóm kỹ sư của chúng tôi có thể giúp đánh giá:
- Nhiệt độ hoạt động
- Trọng lượng cơ khí
- Điều kiện chu kỳ nhiệt
- Tuổi thọ dự kiến
Liên hệ với chúng tôi để hỗ trợ lựa chọn vật liệu:
Trang web: https://www.hitech-ceram.com/
Email:Scarlett.s@kegugroup.com
Shaanxi Kegu New Material Technology Co., Ltd.
Giải pháp gốm Silicon Carbide tiên tiến cho các ngành công nghiệp nhiệt độ cao.
