为什么碳化硅管是工业加工的首选?

碳化硅是一种能够彻底改变工业流程的创新材料。这种开创性的物质能够很好地承受极端温度、磨损环境和腐蚀,同时具有超强的强度和超长的使用寿命。

碳化硅管的硬度仅次于金刚石,并且可以传输化学物质而不会降解,这两个特点使其成为电力行业组件的完美选择。

硬度

碳化硅(SiC)是一种硬度极高的材料,有多晶和单晶两种形态。它的莫氏硬度为 9 级,仅次于金刚石。由于这种硬度以及耐化学腐蚀性和耐高温性,碳化硅成为需要强度和耐久性的应用领域的理想陶瓷材料。

烧结碳化硅是一种非常致密和坚固的材料,可制成管状、棒状和颗粒状。美国元素公司提供这种先进材料的各种标准直径以及其他机加工或铸造形状,适用于各种机加工和铸造应用,还可根据特定应用和薄膜沉积靶材提供定制成分。

碳化硅可以承受恶劣的环境,在困难的条件下工作,因此非常适合电力行业的应用。这一点在燃煤发电厂的生产中尤为明显,因为燃煤发电厂的管材性能和使用寿命对发电厂的效率和安全至关重要。碳化硅还具有优异的耐腐蚀、耐磨、抗热震和抗热疲劳性能,因此非常适合用于锅炉内衬或锅炉耐火衬里或耐火材料。

作为一种耐火材料,硅灰可以作为耐火产品用于高炉、窑炉和马弗炉。此外,工业炉以及有色金属冶炼/烧结应用也能从硅灰的使用中受益匪浅。此外,其卓越的耐磨性超过了铸铁,是氧化铝的三倍,因此是叶轮、泵房、旋风分离器和管道的理想材料。

氧化铝的莫氏硬度接近金刚石,是目前最硬的合成材料,其韧性和耐久性使其成为砂轮、纸磨布、油页岩矿物产品以及电加热元件的理想磨料。氧化铝的膨胀系数低、导电性好、耐侵蚀性材料的化学侵蚀,使其成为高温应用中传统半导体的理想替代品。

耐腐蚀性

碳化硅是市场上最坚固、最硬的工业陶瓷之一。它在高温、化学腐蚀和极端磨损等恶劣条件下都具有超强的耐久性。由于碳化硅管具有令人印象深刻的使用寿命,它已迅速成为努力提高生产率和创新能力的行业的首选之一。

碳化硅的制造过程可能很复杂,但其结果却对工业大有裨益。在冶金、磨料和耐火材料等需要在极端工作条件下保持稳定性能的行业中,这种先进陶瓷的应用至关重要。

耐腐蚀性是任何工业管材不可或缺的特性,碳化硅管材也不例外。由于碳化硅能够耐受苛刻的化学品和环境,它已迅速成为许多行业的首选。此外,碳化硅的机械强度甚至可以与陶瓷材料相媲美!

CG Thermal 的 Umax 高级陶瓷管壳式热交换器使用阿尔法烧结碳化硅 (SiC) 管和 PTFE 或 PFA 内衬,为盐酸、硫酸和硝酸、碱氯化化合物等难以清洁的化学工艺提供高效的热传导系统,而无需昂贵的内衬或涂层。

碳化硅管的耐磨损性可与钻石媲美,因此特别耐用。因此,碳化硅管是高速、高压应用领域的最佳选择,在这些应用领域中,其他材料可能会很快被侵蚀或断裂。

碳化硅具有极高的熔点和较低的热膨胀率,因此经常被用作工业窑炉的耐火材料,是隧道窑、梭式窑、辊道窑和其他类型工业窑炉等暴露在极高温度和恶劣环境下的部件的理想材料。

导热性

碳化硅是制作管道的绝佳材料,因为它的硬度使其能够承受高温和导致腐蚀的化学物质,以及石油钻探作业中施加的机械应力。由于碳化硅比许多金属合金具有更高的耐温性,因此在开采过程中还具有抗裂管的额外优势;此外,碳化硅的强度使其适合用作设备的保护外壳。

导热系数衡量材料传递热量的能力,其值取决于材料的温度和材料原点之间的距离。它的单位通常是 Wm-1K-1,通过热发射率(e)乘以比热(l)来确定。纯材料通常具有较高的热导率,而合金则由于杂质影响其纯度,通常会降低热导率;

碳化硅因其出色的导热性能而在陶瓷材料中脱颖而出,其导热性能可与铜媲美。碳化硅管可通过多种技术制造,最常见的是烧结碳化硅或反应结合碳化硅工艺,包括干压和挤压,以生产出可承受恶劣环境的致密陶瓷产品。

这些坚硬的陶瓷应用广泛,从化学加工设备的部件到耐火炉衬都能找到它们的身影。它们出色的耐腐蚀性使其深受石油和天然气行业工人的欢迎,而耐高温和耐化学腐蚀的能力则使其成为制造陶瓷绝缘体、建筑陶瓷和卫生洁具的常用材料。

碳化硅具有出色的强度和耐磨性、导热性和低弹性模量,而且无孔,因此在开裂前可承受较大的应力。此外,碳化硅的抗热震性取决于其弹性模量/膨胀系数/导热性/环境介质尺寸/外部机械负载等因素。

热电偶保护

热电偶管通过在探头和环境之间建立物理屏障来保护热电偶传感器,从而降低对其造成的风险或伤害,并提供准确的温度记录。然而,热电偶管必须能够承受高温和化学侵蚀性环境,而碳化硅具有耐火特性,能够在不膨胀的情况下抵御极端高温,并且在生产中可以采用氧化物粘结或氮化物粘结的形式,这正是碳化硅所擅长的。

碳化硅管具有优异的热性能,是保护温度传感器屏蔽的经济实惠的长期解决方案。虽然不锈钢管可以提供足够的热性能,但随着时间的推移,其使用寿命可能会受到影响。碳化硅管具有更高的热稳定性,同时整体成本效益更高。

ACE 的碳化硅管有多种尺寸和形状,可为您的任何应用提供理想的匹配。您可以单独订购,也可以批量订购,交货期一般为订购之日起一至四周。

在气体火焰等高温环境中,需要对碳化硅管进行保护。然而,与裸线热电偶不同的是,碳化硅管具有更好的耐火性和抗剥落性,使其更加耐用,同时还能抵御锌、铝、铅的酸性和碱性。

碳化硅不仅能提供热保护,还能作为绝缘管使热电偶免受恶劣环境因素(如直热或化学物质)的影响,从而确保热电偶读数的准确性,这些因素可能会改变读数并导致温度读数不准确。

如 Hindasageri 等人[1]对无隔热材料的气体火焰热电偶的研究表明,为了最大限度地减少导线对流损失并获得稳定的温度读数,热电偶珠应至少穿透火焰 10 毫米;它们对热电偶珠温度读数的影响取决于热电偶管的导电性、发射率和几何特性。

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