Siliciumcarbide bundel

Siliciumcarbide balk heeft een hoge sterkte en kruipweerstand bij hoge temperaturen en is bestand tegen oxidatie en corrosie, waardoor het het ideale materiaal is voor dragende toepassingen in tunnelovens, pendelovens en dubbellaagse rolovens.

Deze studie onderzoekt hoe 4H-SiC XBPMs reageren op fluctuaties in fotonflux. Hun lokale ladingsverzamelingsefficiëntie (CCE) wordt geëvalueerd door hun stroomrespons te vergelijken met die van een STIM-detector als referentie.

Sterkte bij hoge temperaturen

Siliciumcarbide is een ideaal materiaal voor lastdragende toepassingen bij hoge temperaturen, met sterke maar veerkrachtige eigenschappen en een consistente temperatuursterkte bij langdurige belasting, waardoor het de perfecte materiaalkeuze is voor gebruik in ovenmeubels of andere industriële structuren. Bij IPS Ceramics bieden we vele soorten siliciumcarbideproducten, waaronder balken, platen en rollen die gemaakt zijn volgens strakke maattoleranties en geschikt zijn voor gebruik in een aantal veeleisende omgevingen.

Deze materialen ontlenen hun sterkte aan het feit dat ze zeer slijtvast zijn en een uitstekende vermoeiingslevensduur hebben, eigenschappen die ze ideaal maken voor gebruik in veeleisende toepassingen zoals hoogspanningselektrisch porselein en sanitair porselein. Bovendien hebben deze materialen een superieure chemische stabiliteit.

Deze materialen hebben ook een uitstekende weerstand tegen corrosie, waardoor ze een goede optie zijn voor gebruik in ruwe omgevingen. Bovendien zijn deze materialen bestand tegen agressieve chemicaliën en gassen bij hoge temperaturen zonder dat het oppervlak in vergelijking met andere constructiematerialen noemenswaardig degradeert. Tot slot vormen zuurstofrijke omgevingen bij hoge temperaturen ook geen grote uitdaging!

Een van de belangrijkste eigenschappen die bijdraagt aan de prestaties van siliciumcarbide bij hoge temperaturen is de lage thermische uitzettingscoëfficiënt. Hierdoor is het bestand tegen snelle temperatuurveranderingen zonder significante degradatie van de mechanische prestaties, waardoor het geschikt is voor situaties waarin apparatuur wordt blootgesteld aan wisselende temperaturen.

Siliciumcarbide wordt algemeen erkend om zijn sterke oxidatieweerstand. Deze eigenschap is het resultaat van de unieke samenstelling waardoor het zeer goed bestand is tegen erosie en slijtage. Bovendien heeft siliciumcarbide een relatief hoog smeltpunt en is het niet giftig.

Siliciumcarbide, een hard en vuurvast halfgeleidermateriaal, bestaat uit op elkaar gestapelde Si4C-tetraëders in kubische, zeshoekige of rhombohedrale structuren, afhankelijk van hun stapelvolgorde. Natuurlijk voorkomende structuren zijn onder andere zinkblende (B3), 3C en hexagonale wurtziet gestructureerde 6H polytypes, terwijl industriële vormen van siliciumcarbide meestal de vorm aannemen van bèta (b) SiC kubische structuren. Experimenteel bewijs heeft aangetoond dat er andere fasen aanwezig kunnen zijn; beide typen kunnen experimenteel bestaan.

Corrosiebestendigheid

Siliciumcarbide onderscheidt zich onder de materialen door zowel zijn sterkte en slijtvastheid als zijn corrosiebestendige eigenschappen, waardoor het bestand is tegen zure en alkalische chemicaliën zonder erdoor beschadigd te raken. Door deze corrosiebestendigheid wordt het breed toegepast in verschillende industrieën, waaronder de mijnbouw. In kolenmijnen bijvoorbeeld, waar de blootstelling aan water en lucht vaak hoog is, is het nuttig gebleken als een geschikt materiaal dat bestand is tegen lucht, hitte, mechanische spanningen en thermische uitzettingsschommelingen, terwijl de weerstand tegen stralingsschade het een aantrekkelijke materiaalkeuze maakt in kernreactoren, waar kernreactoren hoge temperaturen moeten weerstaan en tegelijkertijd bestand moeten zijn tegen stralingsschade door kernreactoren.

Tot de materiaalkeuze voor toepassingen in de keramiek- en ovenmeubelfabricage behoort roestvast staal. De hoge temperaturen en corrosiebestendigheid zijn vooral voordelig in toepassingen voor vermogenselektronica, terwijl de weerstand tegen thermische schokken en de sterkte bij hoge temperaturen ook voordelig zijn. Bovendien kan roestvast staal grote hoeveelheden energie absorberen zonder te vervormen; de buigsterkte van 250 MPa (MPa is een eenheid per vierkante meter) steekt er met kop en schouders bovenuit.

Siliciumcarbide is een koolstofhoudend materiaal dat bestaat uit silicium en koolstof. Het vormt zich tot dicht opeengepakte kristalstructuren waarbij de atomen covalent met elkaar verbonden zijn; primaire coördinatietetraëders bevatten elk vier silicium- en vier koolstofatomen. De primaire coördinatietetraëders bevatten elk vier silicium- en vier koolstofatomen. Wanneer ze via hun hoeken aan elkaar worden gekoppeld en gestapeld, vormen ze polytypes siliciumcarbide.

Siliciumcarbide heeft een uitstekende oxidatieweerstand, zelfs bij 1500 graden Celsius, door de aanwezigheid van meerdere silicium-koolstofatomen die verhinderen dat zuurstof in de structuur dringt en door de hoge hardheid en stijfheid. Bovendien wordt de corrosiebestendigheid nog verder verbeterd door de hoge hardheid en stijfheid.

In dit onderzoek werden verschillende CVD-SiC monsters met verschillende zuiverheid, kristalliniteit en stoichiometrische verhouding onderworpen aan hydrothermale corrosietests. De resultaten toonden aan dat de corrosiebestendigheid van deze materialen sterk afhing van de productieomstandigheden, het type ruw gas, de synthesetemperatuur en de erosiesnelheid in het corrosieve medium; ook de erosie nam toe met toenemende waterstofconcentraties.

Goede thermische geleidbaarheid

Warmteafvoer is essentieel voor elektronische apparaten en een storing in dergelijke systemen kan ertoe leiden dat deze onvoldoende vrijkomt. Siliciumcarbide (SiC) is een ideaal materiaal voor deze toepassingen vanwege de uitstekende thermische geleidbaarheid, stabiliteit en lage temperatuuruitzettingscoëfficiënt. Het vermogen van SiC om warmte over te dragen hangt echter sterk af van zowel de kristalfase als de gebruiksomgeving. Onderzoekers van de Universiteit van Illinois Urbana-Champaign hebben een al lang bestaand raadsel opgelost over waarom kubische siliciumcarbide (3C-SiC) bulkkristallen lagere warmtegeleidingsmetingen vertonen dan hexagonale fase SiC polytype (6H-SiC). Ze ontdekten dat 3C-SiC-kristallen significante booronzuiverheden bevatten die resonante fononverstrooiing tot gevolg hadden, waardoor het warmtegeleidingsvermogen drastisch afnam.

Deze ontdekking heeft gevolgen voor tal van omgevingen met ionenstraling en is een essentiële stap in de ontwikkeling van SiC-sensoren die onder zware omstandigheden kunnen werken. Met behulp van de ionenmicrosondekamer van het Ruder Boskovic Instituut onderzochten de onderzoekers hoe de temperatuur de protongeïnduceerde ladingstransporteigenschappen van SiC-membraansensoren beïnvloedt. Door deze aanpak konden ze kleine gebieden binnen elke sensor bestuderen om lokale effecten binnen één apparaat te evalueren en onzekerheden door variaties tussen apparaten te minimaliseren.

Reactiegebonden siliciumcarbide balken hebben een zeer groot draagvermogen bij hoge temperaturen en een lange levensduur zonder vervorming, waardoor ze het ideale ovenmeubilair zijn voor industrieën zoals sanitair porselein, elektrisch porselein en andere industrieën met hoge temperaturen. Niet alleen kunnen deze balken energie besparen zonder het gewicht van auto-ovens te verhogen, ze zijn ook perfecte dragende structuren in tunnelovens of pendelovens.

siliciumcarbide balken worden vervaardigd door middel van slipgieten met behulp van geavanceerde sintertechnologie en uitzonderlijke afwerkingsmogelijkheden, waardoor balken ontstaan met verschillende doorsneden, wanddiktes en lengtes om aan de eisen van de klant te voldoen. Hun ongeëvenaarde afwerkingsmogelijkheden betekenen ook dat ze onaangetast blijven door de gebruikelijke ovenatmosferen voor onaangetast gebruik in tal van industriële ovens - tunnelovens, pendelovens en dubbellaagse walsovens zijn bijzonder geschikt. Door hun hoge buigvastheid kunnen ze zelfs zware dragende constructies ondersteunen zonder te buigen of te vervormen als gevolg van vervormde ovenwagens zonder zelf vervormd te raken!

Goede weerstand tegen oxidatie

Siliciumcarbide (SiC) is een ideaal materiaal voor structurele toepassingen bij hoge temperaturen vanwege de uitstekende mechanische eigenschappen en oxidatieweerstand, waardoor het geschikt is voor de productie van grote of complex gevormde componenten van siliciumcarbide (SiC). Helaas brengt de productie van deze SiC-componenten echter unieke uitdagingen met zich mee. Deze uitdagingen omvatten hoge kosten, problemen bij het verkrijgen van zuivere eenkristalmonsters en onpraktische fabricagemethoden. Het doel van dit onderzoek was het analyseren van het oxidatiegedrag van composieten van SiC en grafiet met polyfenylcarbosilaan (PPCS) als coatingmateriaal. Het oxidatiegedrag van deze materialen wordt bepaald door hun koolstofgehalte en kristallisatiekinetiek. Verder is de oxidatieweerstand van de koolstofmatrix onderzocht met röntgendiffractieonderzoeken en is het mechanisme voor oxidevorming verder bestudeerd.

De resultaten geven aan dat met PPCS gecoat grafiet uitstekend bestand is tegen oxidatie bij hoge temperaturen. Naarmate het koolstofgehalte toeneemt, verbetert de weerstand door de chemische binding tussen PPCS en koolstofmatrixdeeltjes; verder is het ook beter bestand tegen slakaanvallen dan niet-gecoat grafiet door de effecten van de oppervlaktestructuur; de verbetering van de weerstand hangt dus samen met een groter oppervlak.

IPS Ceramics biedt een compleet assortiment siliciumcarbideproducten, waaronder korrels, staven en staven die worden geproduceerd volgens strakke maattoleranties voor maximale sterkte bij verhoogde temperaturen en uitstekende kruipweerstand en corrosiebestendigheid - kwaliteiten die IPS Ceramics producten perfect maken voor veeleisende toepassingen.

Reactiegebonden dwarsbalken van siliciumcarbide (RBSiC) bieden een hogere sterkte zonder vervorming bij zeer hoge temperaturen en een lange levensduur, waardoor ze geschikt zijn voor draagconstructies van frames voor tunnelovens, pendelovens en tweelaagse rolovens. Bovendien helpt de thermische geleidbaarheid van RBSiC om energie te besparen.

Onder chemische omstandigheden die relevant zijn voor waterreactoren onder druk zonder bestraling, werden vier soorten metaalgebonden SiC-platen onderzocht op hun oxidatiegedrag onder omstandigheden die relevant zijn voor waterreactoren onder druk. Diffusiegebonden verbindingen bleken beter bestand tegen oxidatie dan diffusiegebonden verbindingen van molybdeen of titanium en gesinterde verbindingen van SiC-nanopoeder bleken veel beter bestand tegen corrosie dan diffusiegebonden verbindingen.