Nhu cầu công nghiệp thúc đẩy việc áp dụng rộng rãi hơn các bộ phận gốm Silicon Carbide trong các ứng dụng hiệu suất cao
2026/03/23
Xi'an, Trung Quốc Với nhu cầu ngày càng tăng đối với các vật liệu có khả năng hoạt động trong điều kiện nhiệt độ cao, ăn mòn và đòi hỏi cơ khí,Các thành phần gốm silicon carbide sintered không áp suất (SSiC)đang được áp dụng rộng rãi hơn trên nhiều lĩnh vực công nghiệp.
Theo các quan sát của ngành công nghiệp, các vật liệu SSiC đang được áp dụng trong chế biến bán dẫn, hệ thống hóa học và thiết bị nhiệt nơi ổn định hiệu suất là rất quan trọng.
Trong sản xuất bán dẫn, các thành phần cacbon silicon như chất mang wafer, ống quy trình và các yếu tố sưởi ấm được sử dụng trong môi trường vượt quá 1200 °C.
Đặc điểm vật liệu bao gồm hệ số mở rộng nhiệt thấp (~ 4.0 * 10-6 / K) và độ dẫn nhiệt cao (~ 116 W / m · K) hỗ trợ sự ổn định kích thước trong chu kỳ nhiệt.
Tương tự như vậy, trong các ứng dụng lò và xử lý nhiệt, các thành phần SSiC được sử dụng như đồ nội thất lò, tấm đặt và hỗ trợ cấu trúc.Với nhiệt độ hoạt động tối đa lên đến 1650 °C trong không khí và chống sốc nhiệt vượt quá ΔT 350 °C, vật liệu phù hợp với các điều kiện sưởi ấm và làm mát lặp đi lặp lại.
Trong các hệ thống chế biến hóa học, các thành phần cacbit silic thường được sử dụng cho các vòng niêm phong, các bộ phận bơm và lót chống ăn mòn.
Dữ liệu thử nghiệm trong điều kiện được kiểm soát (125~300 giờ ngâm với khuấy động) cho thấy:
- Tốc độ ăn mòn khoảng 1,8 mg/cm2 · năm trong 98% H2SO4 ở 100 °C
- Tốc độ ăn mòn khoảng 2,5 mg/cm2 · năm trong 50% NaOH ở 100 °C
Các giá trị này thường được coi là phù hợp với sử dụng công nghiệp lâu dài, tùy thuộc vào thiết kế hệ thống và điều kiện hoạt động.
Ngoài môi trường nhiệt và hóa học, gốm cacbon silicon cũng được sử dụng trong các ứng dụng trọng yếu như vỏ, mặt niêm phong và các thành phần cấu trúc.
Các tính chất điển hình bao gồm độ cứng khoảng 93 HRA và mô-đun độ đàn hồi khoảng 410 GPa, hỗ trợ khả năng chống biến dạng và mòn dưới tải cơ khí.
Các thành phần SSiC được sản xuất thông qua các quy trình ngâm không áp suất vượt quá 2100 °C, sau đó là gia công chính xác.
Khả năng sản xuất được báo cáo bao gồm:
- Độ khoan dung kích thước lên đến ± 0,02 mm
- Độ thô bề mặt lên đến Ra ≤ 0,8 μm
- Khả năng tạo ra các hình học phức tạp
Các thông số như vậy có liên quan đến các ứng dụng đòi hỏi độ khoan dung chặt chẽ và hiệu suất lắp ráp nhất quán.
Khi các hệ thống công nghiệp tiếp tục yêu cầu độ tin cậy cao hơn trong điều kiện hoạt động cực đoan, các vật liệu như SSiC dự kiến sẽ đóng một vai trò ngày càng lớn trong thiết kế thiết bị.
Các ứng dụng liên quan đến nhiệt độ cao, môi trường ăn mòn và hao mòn cơ học có thể vẫn là động lực chính cho việc áp dụng các thành phần gốm cacbon silicon.
