Piikarbidilämmityselementtien tärkeimmät raaka-aineet

SiC-lämmityselementtien suorituskykyyn vaikuttavat voimakkaasti raaka-aineen puhtaus, hiukkasten jakautuminen, kiderakenne ja formuloinnin hallinta.

1. Piikarbidi (SiC)

Piikarbidi on ensisijainen raaka-aine ja sen osuus on yleensä yli 80 % koostumuksesta.

Yleisiä tyyppejä ovat:

Vihreä piikarbidi

Ominaisuudet:

Korkeampi puhtaus;

Parempi kiderakenne;

Vakaampi sähkövastus;

Soveltuu vaativiin{0}}korkean lämpötilan sovelluksiin.

Musta piikarbidi

Ominaisuudet:

Korkeampi mekaaninen lujuus;

Pienemmät tuotantokustannukset;

Käytetään laajasti tavanomaisissa teollisuusuuneissa.

Piikarbidi tarjoaa:

Sähkönjohtavuus;

Korkea{0}}lämpötilojen lujuus;

Lämmönjohtavuus;

Lämpöiskun kestävyys.

2. Hiilimateriaalit

Hiili{0}}pohjaisia ​​materiaaleja on lisätty säätämään sähkövastusta ja parantamaan sintraustehoa.

Tyypillisiä hiililähteitä ovat:

Grafiitti jauhe;

Hiilimusta;

Maaöljykoksi;

Antrasiitti jauhe.

Hiilimateriaalit auttavat luomaan vakaat johtavat verkostot piikarbidihiukkasten välille.

3. Sideaineet

Koska piikarbidihiukkasia on vaikea muodostaa suoraan, valmistuksen aikana tarvitaan sideaineita.

Yleisiä sideaineita ovat:

dekstriini;

Fenolihartsi;

Kivihiiliterva;

Orgaaninen hartsi;

Silica sol.

Niiden tehtäviin kuuluvat:

Vihreän vahvuuden parantaminen;

Hiukkasten sitoutumisen parantaminen;

Sintrausprosessin tukeminen.

4. Toiminnalliset lisäaineet

Pieniä määriä lisäaineita voidaan lisätä tuotteen suorituskyvyn parantamiseksi:

Pii jauhe;

Alumiinioksidi;

piinitridi;

Harvinaisten maametallien oksidit.

Nämä lisäaineet parantavat:

Hapettumiskestävyys;

Mekaaninen lujuus;

Sähköinen vakaus;

Käyttöikä.

Piikarbidilämmityselementtien valmistusprosessi

Valmistusprosessi sisältää useita kriittisiä vaiheita:

Raaka-aineen valmistelu → Sekoitus → Ekstruusiomuovaus → Kuivaus → Korkean{0}}lämpötilojen sintraus → Koneistus → Tarkastus → Pakkaus

1. Raaka-aineen valmistelu

Piikarbidijauheet käsitellään seuraavilla tavoilla:

Murskaus;

Magneettinen erotus;

Seulonta;

Hiukkasten luokitus.

Oikea hiukkaskokojakauma auttaa saavuttamaan:

Tasainen sähkövastus;

Sopiva huokoisuus;

Parempi mekaaninen lujuus.

2. Sekoitus ja formulointi

Raaka-aineet punnitaan ja sekoitetaan tarkasti tuotevaatimusten mukaan.

Seos sisältää yleensä:

Piikarbidi;

Hiili-aineet;

Lisäaineet;

Sideaineet.

Tasainen seos on välttämätön tuotteen vakaan suorituskyvyn kannalta.

3. Ekstruusiomuovaus

Ekstruusio on yleisin muovausmenetelmä.

Tyhjiövaivaamisen jälkeen materiaali puristetaan eri muotoihin:

Suorat tangot;

U-muotoiset elementit;

Kierteitetyt mallit;

Räätälöidyt rakenteet.

Muotoilun laatu vaikuttaa suoraan:

Mittojen tarkkuus;

Resistenssin yhtenäisyys;

Käyttöikä.

4. Kuivausprosessi

Muodostuneet viherkappaleet kuivataan hitaasti kosteuden poistamiseksi ja sisäisen jännityksen vähentämiseksi.

Oikea kuivaus estää:

Halkeilu;

Muodonmuutos;

Rakenteellisia vikoja.

5. Sintraus korkeassa-lämpötilassa

Sintraus on kriittisin valmistusvaihe.

Teollisessa tuotannossa käytetään yleensä:

Resistanssi uunin sintraus;

Sähkölämmitteiset sintrausprosessit.

Sintrauslämpötilat ovat yleensä yli 2000 astetta.

Sintrauksen aikana:

Piikarbidihiukkaset sitoutuvat toisiinsa;

Crystal jyvät kasvavat;

Muodostuu vakaa rakenne;

Sähköiset ominaisuudet muuttuvat vakaiksi.

Sintrauslaatu määrittää:

Suurin käyttölämpötila;

Resistenssin vakaus;

Hapettumiskestävyys;

Palvelun käyttöikä.

6. Koneistus ja laaduntarkastus

Sintrauksen jälkeen SiC-lämmityselementit läpikäyvät tarkan työstön:

Halkaisija hiominen;

Kylmä{0}}loppukäsittely;

Kierre koneistus;

Terminaalin viimeistely.

Laatutarkastus sisältää:

Sähkötestit

Resistanssin mittaus;

Resistenssin yhtenäisyys;

Tehon vakaus.

Fyysiset testit

Tiheys;

Mekaaninen lujuus;

Huokoisuus.

Korkean lämpötilan{0}}testit

Lämpöiskun kestävyys;

Hapettumiskestävyys;

Pitkän{0}}toiminnan vakaus.

Tuotteen laatuun vaikuttavat keskeiset tekijät

Raaka-aineen puhtaus

Korkeamman puhtauden piikarbidi parantaa:

Lämpöstabiilisuus;

Hapettumiskestävyys;

Käyttöikä.

Materiaalin muotoilu

Eri toimialat vaativat erilaisia ​​muotoiluja:

Lasiteollisuus: erinomainen hapettumisenkestävyys;

Keramiikkateollisuus: lämpöstabiilisuus;

Puolijohdeteollisuus: korkea puhtaus ja alhainen kontaminaatio.

Sintraustekniikka

Kehittynyt sintraustekniikka parantaa:

Grain liimaus;

Sähköinen johdonmukaisuus;

Tuotteen luotettavuus.

Tulevaisuuden kehitystrendit

Piikarbidilämmityselementtiteollisuus on menossa kohti:

1. Korkeampi puhtaus

Puolijohdeteollisuuden ja uuden energiateollisuuden vaatimusten täyttäminen.

2. Pidempi käyttöikä

Hapettumiskestävyyden parantaminen edistyneen materiaalisuunnittelun avulla.

3. Energiatehokkuus

Vähentää vastuksen ajautumista ja parantaa lämpötehokkuutta.

4. Räätälöidyt ratkaisut

Lämmityselementtien kehittäminen tiettyihin uuneihin ja sovelluksiin.

Johtopäätös

Piikarbidilämmityselementeissä yhdistyvät erinomaiset sähkö-, lämpö- ja mekaaniset ominaisuudet, mikä tekee niistä välttämättömiä komponentteja nykyaikaisella korkean lämpötilan{0}}teollisuudella. Jatkuvat parannukset raaka-aineissa, formulointiteknologiassa ja valmistusprosesseissa parantavat entisestään niiden suorituskykyä ja laajentavat niiden sovelluksia edistyneessä valmistus-, uusiutuvan energian, elektroniikka- ja puolijohdeteollisuudessa.