Що таке кераміка кремнію?

Кераміка карбіду кремнію, загальновідома якSIC кераміка, є універсальним матеріалом з унікальними властивостями та широким спектром застосувань у різних галузях.

Матеріальний склад кераміки SIC

Кераміка карбіду кремнію в основному складається з порошку SIC, який має дві основні кристалічні структури: кубічні (β-SIC) та шестикутні (α-SIC). Ці порошки змішуються з відповідним керамічним сполученням, а потім формують і спічують, утворюючи остаточний керамічний матеріал. SIC, також відомий як кремній карбід, - це з'єднання з сильними ковалентними зв’язками, що робить її надзвичайно твердою та міцною.

Основні властивості кераміки SIC включають:

‌● Висока точка плавлення‌: Силіконовий карбід має надзвичайно високу температуру плавлення і може витримати високотемпературні середовища. Конкретні дані про плавлення можуть змінюватись від різних джерел, але, як правило, вважається, що близько 2100 ℃ або вище‌. ‌Висока твердість і висока міцність‌: Твердість MOHS карбіду кремнію становить близько 9,5, а твердість Віккерс становить близько 2800-3300HV, що поступається лише алмазним і бороном нітриду, і має надзвичайновисокийНосистка‌. У той же час його міцність також дуже висока і може витримати велике механічне напруження‌.

‌ ●‌ висока теплопровідність‌: Теплопровідність кераміки карбіду кремнію становить приблизно 80-220 Вт/(м · к), і навіть у певній кераміці, що не піддається тиску, термічна провідність може бути високою до 100 ~ 120 Вт/м · k, що значно вища, ніж традиційна кераміка Алумінміна та кераміка азоту. Це дозволяє кераміці карбіду кремнію швидко проводити та розповсюджувати тепло у середовищах високої температури, покращуючи стабільність та термін експлуатації обладнання.

‌‌ ●Хороша електрична ізоляція‌: Кераміка карбіду кремнію має хорошу електричну ізоляцію з напругою розбиття до 30 кВ/мм, що може ефективно запобігти розряду дуги та витоку.

‌‌ ● Хімічна стабільність‌: Карбід кремнію стійкий до кислоти та лугу, нелегко корозувати і може стабільно працювати в різних хімічних середовищах‌.

Методи формування та спікання

Існує багато способів і категорій для формування кераміки карбіду кремнію, в основному, включаючи гаряче натискання спікання, без тиску, скріплення реакцій, перекристалізацію спікання, спікання мікрохвильової печі та іскричне спікання плазми. Різні методи спікання призведуть до різних відмінностей продуктивності матеріалів карбіду кремнію.

‌‌‌ ●Без тиску кремнію в кремнію (SSIC): Зроблено з чистого порошку карбіду кремнію та засоби спікання без оксиду при високій температурі приблизно 2000 ° С, використовуючи ряд методів формування (включаючи сухе пресування та екструзію).

‌‌‌ ● Реакція, що спігував карбід кремнію (сизик): Премікс відповідної кількості вуглецю в порошку карбіду кремнію та використовуйте високотемпературну реакцію вуглецю з залишковим кремнієм у порошку карбіду кремнію для синтезу нового типу карбіду кремнію, утворюючи щільну кераміку карбіду кремнію. Процес спікання реакції має переваги низької температури спікання, короткого часу спікання та поблизу мережі. Це найефективніший метод підготовки великого розміру та складної форми кремнієвої кераміки кремнію.

Поширені проблеми в керамічній обробці карбіду кремнію

Незважаючи на свої чудові властивості, кераміка карбіду кремнію все ще стикається з значними проблемами під час переробки з наступних причин:

‌‌‌ ●Висока твердість‌: Надзвичайно висока твердість карбіду кремнію ускладнює вирізання або подрібнення, що спричиняє традиційні металеві інструменти швидко зношуватися.

‌‌‌ ●Брітлінство‌: На відміну від металів, кремнієва карбідна кераміка є крихкою і легко ламається під ударом або тиском, ускладнюючи традиційні методи різання.

‌‌ ●Теплопровідність‌: Хоча карбід кремнію є корисним у багатьох застосуванні, його висока теплопровідність може сконцентрувати тепло під час переробки, внаслідок чого матеріал розтріскується або деформація.

‌‌‌ ●Хімічна стабільність‌: Стійкість карбіду кремнію до більшості хімічних речовин ускладнює вибір інструментів та охолоджуючих засобів, а для уникнення побічних реакцій може знадобитися спеціалізовані матеріали.

Конкретні сценарії застосування кераміки карбіду кремнію (SIC кераміка) ‌

1.

‌‌‌ ●Ключові компоненти напівпровідникового обладнання‌: Кераміка SIC використовується для виготовлення шліфувальних дисків, присосних чашок, вафельних човнів та світильників для напівпровідникового обладнання. Через свою високу чистоту, хімічну резистентність до корозії та високу точність, вони підходять для виробництва та упаковки мікросхем. ‌

‌‌ ● ​​високочастотні пристрої живлення‌: Як субстрати або пакувальні матеріали для високочастотних пристроїв потужності, висока теплопровідність та високотемпературна опір кераміки SIC можуть покращити продуктивність бездротових комунікацій, радарів та іншого обладнання.

‌‌‌ ●Електронні компоненти живлення‌: Використовується для виготовлення потужних модулів, конденсаторів та індукторів, вони можуть підтримувати стабільну роботу у високотемпературних та високостільних умовах.

2.

‌‌ ● ​​Високотемпературні компоненти ‌ двигуна‌: Кераміка SIC використовується в камерах спалювання ракетних двигунів, лопатках турбін та направляючих лопатей для зменшення ваги, покращуючи високотемпературну стійкість (> 1600 ℃).

‌‌‌ ●Система теплового захисту‌: Як тепловий захист для космічних кораблів, він може протистояти екстремальними високими температурами та ударами повітряного потоку під час високошвидкісного польоту.

‌‌ ● ​​‌ висока температура меблів ‌: У металургійній та керамічній промисловості меблі, такі як промені SIC та валики, можуть витримувати високотемпературні середовища (наприклад, 1300-1600 ℃) протягом тривалого часу, підвищуючи ефективність виробництва.

3. ‌

‌‌ ●Форсунки десульфуризаціїі реактори‌: Кислота та лужна стійкість кераміки SIC робить його ідеальним матеріалом для систем десульфуризації та хімічних реакторів, з терміном служби, що значно перевищує терміни металевих частин.

‌‌ ●Магнітні насоси та екрановані насоси: Ключові компоненти герметизації, такі як ущільнювальні кільця та підшипники, що використовуються для транспортування корозійних середовищ, щоб уникнути витоку та зносу.

4. Машинні та енергетичні поля

‌‌ ●Високопродуктивні ущільнювачі: SIC керамічні ущільнювальні кільцяВиконайте добре в суворих умовах (таких як високий тиск і висока швидкість) і широко використовуються в нафтохімічних та механічних ущільнювальних системах.

‌‌ ●Ядерна енергія та нова енергія: Як структурний матеріал ядерного реактора або електрод паливних елементів, радіаційна стійкість SIC та висока температура можуть покращити безпеку обладнання.

‌‌ ●Сонячна енергія та теплообмінники: Використовується для інкапсуляції сонячних батарей або високотемпературних теплообмінників для підвищення ефективності перетворення енергії та стійкості до погоди.

5. Традиційні галузі та спеціальні цілі

‌‌ ●Абразиви та інструменти для обробки: SIC шліфувальні колеса, абразивні ремені тощо використовуються для точної обробки металів, скла та кераміки, особливо для подрібнювального цементованого карбіду та оптичного скла.

‌‌ ●Рефрактерні матеріали та металургія: Оскільки вибухові печі, залізні ковші та електролітичні клітинні матеріали, вони зменшують ерозію розплавленого металу на обладнання.

‌‌ ●‌Automotive ‌: Використовується у виготовленні гальмівних систем, турбокомпресорів та компонентів двигуна для поліпшення стійкості до зносу та теплової ефективності‌.

Чому вибрати кераміку карбіду кремнію Viteksemicon?

• Перегородки & власники
• Інжектори
• лайнери &пробні трубки
• Силіконові карбідні консольні весла
• Вафельні човниіп'єдестали

Якщо ви зацікавлені в наших продуктах SIC Ceramics, будь ласка, зв'яжіться з нами якнайшвидше. Ми щиро з нетерпінням чекаємо, що він є вашим довгостроковим партнером у Китаї.