لماذا يعتبر كربيد السيليكون المعاد بلورته أفضل مادة حرارية للتطبيقات ذات درجات الحرارة العالية

كربيد السيليكون هو مادة سيراميك استثنائية تُستخدم عادةً في التطبيقات التي تتطلب تطبيقات ذات درجة حرارة عالية، نظرًا لقوتها ومقاومتها للتآكل وخصائص التوصيل الحراري.

يتم إنتاج كربيد السليكون المعاد بلورته من خلال عمليات التبخير والتخثر ويتميز بمسامية مفتوحة 11%-15%، مما يجعل التسخين سهلاً مع الحد الأدنى من الانكماش؛ وبالتالي التخلص من العديد من العيوب المرتبطة بطرق الإنتاج الأخرى.

القوة

لا يمكن العثور على المويسانيت الطبيعي إلا بكميات ضئيلة في الرواسب النيزكية أو الكمبرلايت أو الكمبرلايت؛ حيث يتم تصنيع جميع أنواع السيليكون التجاري الذي يباع في جميع أنحاء العالم صناعياً باستخدام السيليكون النقي والكربون المنصهر في درجات حرارة عالية للغاية بواسطة تيارات كهربائية في فرن كهربائي.

يتميز سيراميك كربيد السيليكون بمعامل تمدد منخفض للغاية، مما يجعله مناسبًا للتعامل مع التغيرات في درجات الحرارة دون تشقق أو انكسار. وعلاوة على ذلك، تتميز هذه المادة بقوة انثناء ممتازة وصلابة كسر ممتازة - مما يعني أنها يمكن أن تتحمل الضغوط التي يمكن أن تكسر المواد الأخرى.

نظرًا لمزيجها الفريد من الخصائص الحرارية والميكانيكية والكيميائية، تُستخدم مادة RSiC في العديد من التطبيقات في مختلف الصناعات. ويمكن العثور عليه في أثاث الأفران وحراقات الغاز؛ ومرشحات جسيمات الديزل؛ والمبادلات الحرارية والسترات الواقية من الحرارة - حيث تسمح له مقاومته العالية للصدمات بأداء رائع كمادة مضادة للرصاص.

وتوفر الكربيدات الأسمنتية (CCEs)، المصنوعة من الكربيدات الأسمنتية (CCEs)، المصنوعة من مركب RSiC مع المعادن، قوة محددة ومعامل مرونة أكبر من مركب RSiC البلوري النقي. تنتج شركة سان غوبان بيرفورمانس سيراميك وحراريات سان غوبان سيراميك الأداء Hexoloy، وهو مركب متطور من الكربيد الأسمنتي RSiC والألمنيوم يستخدم لتصنيع ألواح الدروع خفيفة الوزن المصممة لتحمل التهديدات الباليستية الحالية والناشئة.

التوصيل الحراري

إن الموصلية الحرارية الممتازة لكربيد السيليكون المعاد بلورته تجعله مادة حرارية ممتازة للاستخدام في درجات حرارة عالية للغاية، حيث إن الموصلية الحرارية التي يتمتع بها أكبر بعشر مرات من الحراريات الحرارية من الطين الناري ويمكن تشكيلها في أشكال معقدة بسهولة. وعلاوةً على ذلك، فإن مقاومته للتآكل وهجوم الخبث تجعله موثوقًا للغاية ضد الهجوم من هجوم الخبث؛ بالإضافة إلى ذلك، يوفر كربيد السيليكون المرتبط بالنتريد مقاومة أكبر للصدمات الحرارية ومقاومة الأكسدة من الإصدارات المرتبطة بالأكسيد.

تبرز كربيد السيليكون المعاد بلورته كمادة لا تقدر بثمن تُستخدم في التقنيات المتقدمة في جميع أنحاء العالم بسبب مزيج من الخصائص. من مصابيح LED الموفرة للطاقة والليزر إلى السيارات والأفران؛ حيثما كانت المواد عالية الأداء ضرورية. يلعب كربيد السيليكون المعاد بلورته دورًا محوريًا في هذه التطبيقات.

يوفر شعاع كربيد السيليكون المعاد بلورته من Duratec قوة فائقة في درجة الحرارة وخفة الوزن والتوصيل الحراري العالي ومعدلات احتباس حرارة منخفضة وعمر خدمة طويل. يمكن للإطارات الداعمة لإطارات الهياكل في الأفران النفقية والأفران المكوكية والأفران الدوارة المزدوجة وغيرها من الأفران ذات درجات الحرارة العالية أن تزيد بشكل كبير من المعدل المؤهل لمعدلات إطلاق المنتجات مع الحفاظ على موارد الطاقة. يمكن لصناعات البورسلين والسيراميك الزجاجي والمعادن والصناعات الحرارية الاستفادة منها جميعًا. كما يمكن إنشاء عوارض مجوفة أو ألواح سقيفة أو أجزاء ذات شكل خاص منه. ويتميز RSiC بالقدرة على الثني أو التشوه دون أن ينكسر أو يفقد شكله، ويتحمل درجات حرارة تصل إلى 1620 درجة مئوية دون أن يخضع للتلف أو التشقق، مما يجعله خيارًا ممتازًا كأثاث فرن للخزف الكهربائي عالي الجهد، والخزف الصحي والسيراميك الزجاجي.

مقاومة التآكل

كربيد السيليكون المعاد تبلوره هو مادة متينة للغاية مع مقاومة ممتازة للتآكل بسبب بنيته البلورية التي تتضمن طبقة من الأكسيد السلبي الذي يحميه من الأحماض والقلويات والمذيبات التي قد تهاجمه كيميائياً. على هذا النحو، فإن كربيد السيليكون المعاد بلورته يعد خيارًا ممتازًا لتطبيقات مثل تكرير النفط والمعالجة الكيميائية التي تنطوي على التعرض لهذه المواد بشكل يومي.

ويتميز كربيد السيليكون المعاد بلورته بخصائص ميكانيكية فائقة بالإضافة إلى قدرته الاستثنائية على تحمل الحرارة مما يعني أنه يمكنه تحمل درجات حرارة عالية للغاية لفترات طويلة دون أن يفقد سلامته أو سلامته الهيكلية. على هذا النحو، وجدت كربيد السيليكون المعاد بلورته تطبيقات في المعدات الفضائية والعسكرية مثل الصواريخ والأقمار الصناعية والصواريخ حيث يساعد تحمله للحرارة على تحسين الأداء مع إطالة عمر المعدات. وعلاوة على ذلك، يمكن أيضاً استخدام كربيد السيليكون المعاد بلورته في فوهات وصمامات المركبات التي تتحمل المقذوفات مثل الرصاص أو الصواريخ.

تقدم Hexoloy مجموعة متنوعة من منتجات كربيد السيليكون الملبد والمعاد بلورته (SSiC وRSiC) لتلبية مواصفاتك الدقيقة، مثل الأحجام والأطوال وسماكات الجدران المختلفة المناسبة لمختلف التطبيقات الحرارية. يوفر كل من كربيد السيليكون ونتريد السيليكون حماية ممتازة من درجات الحرارة القصوى والبيئات الكاشطة والاصطدام المباشر باللهب وأشكال الضرر الأخرى. وعلاوة على ذلك، تمتلك هذه المواد خصائص مقاومة متميزة للأكسدة والتآكل لإطالة عمرها في البيئات القاسية بالإضافة إلى التبريد السريع ومقاومة الصدمات الحرارية. علاوةً على ذلك، تم إحراز تقدم كبير في فهم خصائص التآكل، حيث تتوفر الآن نماذج تساعد المهندسين على التصميم لتحقيق الأداء الأمثل في البيئات المعقدة.

العزل الكهربائي

يتميز R-SiC بمصفوفة بلورية تساعده على الاحتفاظ بالقوة في درجات الحرارة المرتفعة، مع معامل تمدد حراري منخفض لتقليل مخاطر الصدمات والتشقق. وبالتالي، مما يجعلها مثالية للتطبيقات الصناعية التي تنطوي على درجات حرارة تشغيل عالية.

تبرز مادة RSiC كمادة أساسية في العديد من الصناعات عالية التقنية بسبب مزيجها الفريد من الخصائص الحرارية والميكانيكية والكيميائية. وقد أصبحت واحدة من أكثر المواد موثوقية في العالم مع أداء لا مثيل له لا يزال يلهم الابتكارات.

يمكن إنتاج سيراميك كربيد السيليكون باستخدام عدة تقنيات، بما في ذلك الصب الانزلاقي والبثق والقولبة بالحقن. وبمجرد إنتاجه، يتم تلبيد سيراميك كربيد السيليكون في فرن في درجات حرارة عالية لإعادة بلورته وإنشاء بنيته المجهرية المميزة مع الاستغناء في الوقت نفسه عن أي مادة رابطة تاركاً فقط سيراميك كربيد السيليكون النقي كناتج له.

وتختلف أشباه الموصلات عن الموصلات من خلال السماح للتيارات الكهربائية والمجالات الكهرومغناطيسية بتنظيم توصيلها، مما يتيح بناء أجهزة إلكترونية تعمل على تضخيم الإشارات أو تبديلها أو تحويلها في دائرة كهربائية. تُظهر أشباه الموصلات SiC على وجه الخصوص قابلية أعلى لحركة الإلكترونات في درجات الحرارة المرتفعة مع فقدان طاقة أقل في درجات الحرارة نفسها، مما يجعلها المادة المفضلة لصمامات شوتكي الثنائية والترانزستورات وأشباه الموصلات FETs/MOSFETs.