Які відмінності між ізотропним графітом та кремнізованим графітом?

1. Матеріальні властивості та структурні відмінності

✔ Ізотропний графіт:

●  Ізотропна поведінка: Рівномірні фізичні властивості (наприклад, теплова/електрична провідність, механічна міцність) у всіх трьох вимірах (x, y, z), без спрямованої залежності.

●  Висока чистота та термічна стабільність: Виготовлений за допомогою вдосконалених процесів, таких як ізостатичне пресування, пропонуючи наднизькі рівні домішок (вміст золи в масштабі проміле) та підвищення міцності при високих температурах (до 2000 ° C+).

●  Точна обробка: Легко виготовлений у складні геометрії, ідеально підходить для компонентів обробки напівпровідників (наприклад, обігрівачів, ізоляторів).

Фізичні властивості ізостатичного графіту
Майно	Одиниця	Типове значення
Об'ємна щільність	g/cm³	1.83
Твердість	HSD	58
Електричний опір	мкм.	10
Сила згинання	MPA	47
Міцність на стиск	MPA	103
Сила на розрив	MPA	31
Модуль молодого	GPA	11.8
Теплове розширення (CTE)	10-6K-1	4.6
Теплопровідність	W · м-1· K-1	130
Середній розмір зерна	мкм	8-10
Пористість	%	10
Зміст золи	PPM	≤5 (після очищення)

✔ Кремнізований графіт:

● Інфузія кремнію: Поволося кремнію, утворюючи композитний шар кремнію (SIC), що значно покращує стійкість до окислення та довговічність корозії в екстремальних умовах.

● Потенційна анізотропія: Може зберегти деякі спрямовані властивості від базового графіту, залежно від процесу кремнізації.

● скоригована провідність: Зменшена електропровідність порівняно зчистий графітале підвищена міцність у суворих умовах.

Основні параметри кремнізованого графіту
Майно	Типове значення
Щільність	2,4-2,9 г/см³
Пористість	<0,5%
Міцність на стиск	> 400 МПа
Сила згинання	> 120 МПа
Теплопровідність	120 Вт/Мк
Коефіцієнт теплового розширення	4,5 × 10-6
Модуль пружності	120 GPA
Вплив сили	1,9 кДж/м²
Тертя з змащенням води	0.005
Коефіцієнт сухого тертя	0.05
Хімічна стабільність	Різні солі, органічні розчинники, Сильні кислоти (HF, HCl, H₂so4, Hno₃)
Довгострокове стабільне використання температури	800 ℃ (атмосфера окислення) 2300 ℃ (інертна або вакуумна атмосфера)
Електричний опір	120*10-6Ωm

2. Сценарії додатків

●  Напівпровідникове виробництво: Тиглі та нагрівальні елементи в однокристалічних печах росту кремнію, використовуючи його чистоту та рівномірний тепловий розподіл.

●  Сонячна енергія: Компоненти теплоізоляції у виробництві фотоелектричних клітин (наприклад, деталі вакуумної печі).

●  Ядерна технологія: Модератори або структурні матеріали в реакторах через радіаційну стійкість та теплову стабільність.

●  Точне інструмент: Форми для порошкової металургії, що виграють від високої розмірної точності.

●  Високотемпературні середовища окислення: Компоненти аерокосмічного двигуна, промислові накладки печі та інші багаті киснем, високогірне застосування.

●  Корозійні медіа: Електроди або ущільнювачі в хімічних реакторах, що піддаються впливу кислот/лугу.

●  Технологія акумулятора: Експериментальне використання в аноді літій-іонних акумуляторів для поліпшення інтеркаляції літій-іонів (все ще орієнтована на НДД).

●  Напівпровідникове обладнання: Електроди в інструментах для травлення в плазмі, поєднуючи провідність з корозійною стійкістю.

3. Переваги та обмеження щодо ефективності

✔ Ізотропний графіт

Сильні сторони:

●  Рівномірна продуктивність: Виключає ризики спрямованого відмови (наприклад, тріщини теплового напруження).

●  Ультра-висока чистота: Запобігає забрудненню в чутливих процесах, таких як напівпровідникові виготовлення.

●  Термічний ударний стійкість: Стабільно при швидкому велосипеді температури (наприклад, реактори CVD).

Обмеження: 

● Більш високі виробничі витрати та суворі вимоги до обробки.

✔ Силіконізований графіт

Сильні сторони:

●  Окислювальна стійкість: Шар SIC блокує дифузію кисню, розширюючи тривалість життя в окислювальних середовищах з високим нагріванням.

●  Підвищена міцність: Поліпшена твердість поверхні та опір зносу.

●  Хімічна інертність: Вища стійкість до корозійних медіа проти стандартного графіту.

Обмеження: 

●  Знижена електропровідність та більш висока складність виробництва.

4. Короткий зміст

✔ Ізотропний графіт: 

Домінує над програмами, що потребують рівномірності та чистоти (напівпровідники, ядерна техніка).

✔ Кремнізований графіт: 

Екселя в екстремальних умовах (аерокосмічна, хімічна переробка) внаслідок міцності, посиленої кремнію.