Hlavné suroviny vykurovacích prvkov z karbidu kremíka

Výkon SiC vyhrievacích prvkov je silne ovplyvnený čistotou suroviny, distribúciou častíc, kryštálovou štruktúrou a kontrolou formulácie.

1. Karbid kremíka (SiC)

Karbid kremíka je primárnou surovinou a zvyčajne tvorí viac ako 80 % zloženia.

Bežné typy zahŕňajú:

Zelený karbid kremíka

Vlastnosti:

Vyššia čistota;

lepšia kryštálová štruktúra;

Stabilnejší elektrický odpor;

Vhodné pre náročné aplikácie pri vysokých{0}}teplotách.

Čierny karbid kremíka

Vlastnosti:

Vyššia mechanická pevnosť;

Nižšie výrobné náklady;

Široko používaný v bežných priemyselných peciach.

Karbid kremíka poskytuje:

Elektrická vodivosť;

Pevnosť pri vysokej{0} teplote;

Tepelná vodivosť;

Odolnosť voči tepelným šokom.

2. Uhlíkové materiály

Na úpravu elektrického odporu a zlepšenie výkonu spekania sa pridávajú materiály na báze uhlíka{0}}.

Typické zdroje uhlíka zahŕňajú:

Grafitový prášok;

Sadze;

Ropný koks;

Antracitový prášok.

Uhlíkové materiály pomáhajú vytvárať stabilné vodivé siete medzi časticami karbidu kremíka.

3. Spojivá

Pretože častice karbidu kremíka sa ťažko formujú priamo, počas výroby sú potrebné spojivá.

Bežné spojivá zahŕňajú:

dextrín;

fenolová živica;

Uhoľný decht;

organická živica;

Silica sol.

Medzi ich funkcie patrí:

Zlepšenie sily zelene;

Zlepšenie väzby častíc;

Podpora procesu spekania.

4. Funkčné prísady

Na zlepšenie výkonu produktu sa môžu pridať malé množstvá aditív:

silikónový prášok;

oxid hlinitý;

nitrid kremíka;

Oxidy vzácnych zemín.

Tieto prísady zlepšujú:

Odolnosť proti oxidácii;

Mechanická pevnosť;

Elektrická stabilita;

Životnosť.

Výrobný proces vykurovacích prvkov z karbidu kremíka

Výrobný proces zahŕňa niekoľko kritických fáz:

Príprava surovín → Miešanie → Tvarovanie vytláčaním → Sušenie → Spekanie pri vysokej teplote → Obrábanie → Kontrola → Balenie

1. Príprava surovín

Prášky karbidu kremíka sa spracúvajú prostredníctvom:

Drvenie;

Magnetická separácia;

Skríning;

Klasifikácia častíc.

Správna distribúcia veľkosti častíc pomáha dosiahnuť:

Rovnomerný elektrický odpor;

Vhodná pórovitosť;

Vylepšená mechanická pevnosť.

2. Miešanie a formulácia

Suroviny sa presne odvážia a zmiešajú podľa požiadaviek produktu.

Zmes zvyčajne obsahuje:

Karbid kremíka;

uhlíkové materiály;

Prísady;

Spojivá.

Rovnomerná zmes je nevyhnutná pre stabilný výkon produktu.

3. Tvarovanie vytláčaním

Extrúzia je najbežnejšou metódou tvarovania.

Po vákuovom miesení sa materiál extruduje do rôznych tvarov:

Rovné tyče;

prvky v tvare U;

Závitové vzory;

Prispôsobené štruktúry.

Kvalita tvarovania priamo ovplyvňuje:

Presnosť rozmerov;

Rovnomernosť odporu;

Životnosť.

4. Proces sušenia

Vytvorené zelené telesá sa pomaly sušia, aby sa odstránila vlhkosť a znížilo vnútorné napätie.

Správne sušenie zabraňuje:

Praskanie;

Deformácia;

Konštrukčné chyby.

5. Vysokoteplotné spekanie-

Spekanie je najdôležitejšou fázou výroby.

Priemyselná výroba zvyčajne používa:

Spekanie v odporovej peci;

Elektricky vyhrievané spekacie procesy.

Teploty spekania sú vo všeobecnosti vyššie ako 2000 stupňov.

Počas spekania:

Častice karbidu kremíka sa navzájom spájajú;

Rastú kryštálové zrná;

Vytvorí sa stabilná štruktúra;

Elektrické vlastnosti sa stávajú stabilnými.

Kvalita spekania určuje:

Maximálna prevádzková teplota;

Stabilita odporu;

Odolnosť proti oxidácii;

Životnosť služby.

6. Obrábanie a kontrola kvality

Po spekaní sú vykurovacie telesá SiC podrobené presnému opracovaniu:

Brúsenie priemeru;

Spracovanie so studeným{0}}koncom;

Obrábanie závitov;

Koncová úprava.

Kontrola kvality zahŕňa:

Elektrické skúšky

Meranie odporu;

Rovnomernosť odporu;

Stabilita výkonu.

Fyzikálne testy

hustota;

Mechanická pevnosť;

Pórovitosť.

Vysokoteplotné{0}testy

Odolnosť proti tepelným šokom;

Odolnosť proti oxidácii;

Dlhodobá-stabilita prevádzky.

Kľúčové faktory ovplyvňujúce kvalitu produktu

Čistota surovín

Vyššia čistota karbidu kremíka zlepšuje:

tepelná stabilita;

Odolnosť proti oxidácii;

Prevádzková životnosť.

Formulácia materiálu

Rôzne priemyselné odvetvia vyžadujú rôzne formulácie:

Sklársky priemysel: vynikajúca odolnosť proti oxidácii;

Keramický priemysel: tepelná stabilita;

Polovodičový priemysel: vysoká čistota a nízka kontaminácia.

Technológia spekania

Pokročilá technológia spekania zlepšuje:

Spájanie zŕn;

Elektrická konzistencia;

Spoľahlivosť produktu.

Trendy budúceho vývoja

Priemysel vykurovacích telies z karbidu kremíka smeruje k:

1. Vyššia čistota

Splnenie požiadaviek polovodičových a nových energetických odvetví.

2. Dlhšia životnosť

Zlepšenie odolnosti voči oxidácii prostredníctvom pokročilého dizajnu materiálu.

3. Energetická účinnosť

Zníženie driftu odporu a zlepšenie tepelnej účinnosti.

4. Prispôsobené riešenia

Vývoj vykurovacích prvkov pre špecifické konštrukcie a aplikácie pecí.

Záver

Vyhrievacie prvky z karbidu kremíka kombinujú vynikajúce elektrické, tepelné a mechanické vlastnosti, vďaka čomu sú nepostrádateľnými komponentmi v moderných-priemysloch s vysokými teplotami. Neustále zdokonaľovanie surovín, technológie receptúr a výrobných procesov bude ďalej zvyšovať ich výkon a rozšíri ich aplikácie v pokročilej výrobe, obnoviteľnej energii, elektronike a polovodičovom priemysle.