Stråle av kiselkarbid

Kiselkarbidbalkar har hög hållfasthet och krypmotstånd vid förhöjda temperaturer samt är motståndskraftiga mot oxidation och korrosion, vilket gör det till det idealiska materialet för bärande applikationer i tunnelugnar, skyttelugnar och dubbelskiktsrullugnar.

Denna studie undersöker hur 4H-SiC XBPM:er reagerar på fluktuationer i fotonflödet. Deras lokala laddningsinsamlingseffektivitet (CCE) utvärderas genom att jämföra deras nuvarande respons med den hos en STIM-detektor som referens.

Hållfasthet vid höga temperaturer

Kiselkarbid är ett idealiskt material för lastbärande applikationer vid förhöjda temperaturer, med tuffa men fjädrande egenskaper och konsekvent temperaturhållfasthet under långvarig belastning, vilket gör det till det perfekta materialvalet för användning i ugnsinredning eller andra industriella strukturer. På IPS Ceramics erbjuder vi många olika typer av kiselkarbidprodukter, bland annat balkar, plattor och rullar som tillverkas med snäva dimensionstoleranser och lämpar sig för användning i många olika krävande miljöer.

Dessa material får sin styrka från att vara mycket nötningsbeständiga och ha utmärkt utmattningslivslängd, egenskaper som gör dem idealiska för användning i krävande applikationer som högspänningselektriskt porslin och sanitetsporslin. Dessutom har dessa material också en överlägsen kemisk stabilitet.

Dessa material har också utmärkt korrosionsbeständighet, vilket gör dem till ett bra alternativ för användning i tuffa miljöer. Dessutom kan dessa material motstå aggressiva kemikalier och gaser vid höga temperaturer utan att ytan försämras nämnvärt jämfört med andra konstruktionsmaterial. Slutligen utgör syrerika miljöer vid höga temperaturer inte heller någon större utmaning!

En av de viktigaste egenskaperna som bidrar till kiselkarbidens högtemperaturprestanda är dess låga värmeutvidgningskoefficient. Detta gör att den kan motstå snabba temperaturförändringar utan att dess mekaniska prestanda försämras nämnvärt, vilket gör den lämplig för situationer där utrustning utsätts för varierande temperaturer.

Kiselkarbid är allmänt känt för sin starka oxidationsbeständighet. Denna egenskap är ett resultat av dess unika sammansättning som gör den mycket motståndskraftig mot erosion och nötning. Dessutom har kiselkarbid en relativt hög smältpunkt och är ett giftfritt material.

Kiselkarbid, ett hårt och eldfast halvledarmaterial, består av staplade Si4C-tetraedrar i kubiska, hexagonala eller rhomboedriska strukturer beroende på deras staplingsordning. Naturligt förekommande strukturer inkluderar zinkblände (B3), 3C och hexagonala wurtzitstrukturerade 6H-polytyper medan industriella former av kiselkarbid vanligtvis har formen av beta (b) SiC-kubiska strukturer. Experimentella bevis har identifierat experimentellt att det kan finnas andra faser närvarande; båda typerna kan existera experimentellt.

Korrosionsbeständighet

Kiselkarbid utmärker sig bland materialen både genom sin styrka och nötningsbeständighet och genom sina korrosionsbeständiga egenskaper, eftersom den tål syra- och alkalikemikalier utan att skadas av dem. Tack vare denna korrosionsbeständighet har materialet fått stor användning inom flera industrier, bland annat gruvindustrin. I t.ex. kolgruvor där vatten- och luftexponeringen ofta är hög har det visat sig vara ett lämpligt material som kan stå emot luft, värme, mekaniska påfrestningar och variationer i värmeutvidgning, medan dess motståndskraft mot strålningsskador gör det till ett attraktivt materialval i kärnreaktorer där kärnreaktorerna måste klara höga temperaturer samtidigt som de måste stå emot strålningsskador från kärnreaktorer.

Materialval för tillverkning av keramik och ugnsmöbler inkluderar rostfritt stål. Dess höga temperaturer och korrosionsbeständighet är särskilt fördelaktiga i applikationer för kraftelektronik, medan dess motståndskraft mot termisk chock och hållfasthet vid höga temperaturer också är fördelaktiga. Dessutom har rostfritt stål förmågan att absorbera stora mängder energi utan att deformeras; i själva verket sticker dess böjhållfasthet ut bland sina likar med 250 MPa (MPa är en enhet per kvadratmeter).

Kiselkarbid är ett kolhaltigt material som består av kisel och kol. Det bildar tätt packade kristallstrukturer där dess atomer är kovalent bundna till varandra; primära koordinationstetraedrar innehåller fyra kisel- och fyra kolatomer vardera. När de länkas samman genom sina hörn och staplas för att bilda polytyper av kiselkarbid.

Kiselkarbid har en enastående oxidationsbeständighet även vid 1500 grader Celsius på grund av närvaron av flera kisel-kolatomer som hindrar syre från att tränga in i dess struktur och dess höga hårdhet och styvhet. Dessutom förbättras korrosionsbeständigheten ytterligare av dess höga hårdhet och styvhet.

I denna studie utsattes olika CVD-SiC-prover med varierande renhet, kristallinitet och stökiometriskt förhållande för hydrotermiska korrosionstester. Resultaten visade att korrosionsbeständigheten hos dessa material var starkt beroende av tillverkningsförhållanden, typ av rågas, syntestemperatur och erosionshastighet i det korrosiva mediet; dessutom ökade erosionen med ökande vätgaskoncentration.

God värmeledningsförmåga

Värmeavledning är avgörande för elektroniska enheter och fel i sådana system kan leda till att värmen inte avges i tillräcklig omfattning. Kiselkarbid (SiC) är ett idealiskt material för dessa applikationer tack vare sin utmärkta värmeledningsförmåga, stabilitet och låga temperaturutvidgningskoefficient. SiC:s värmeöverföringsförmåga beror dock i hög grad på både kristallfasen och användningsmiljön. Forskare vid University of Illinois Urbana-Champaign har löst en gammal gåta om varför bulkkristaller av kubisk kiselkarbid (3C-SiC) uppvisar lägre värmeledningsförmåga än polytypen hexagonal fas SiC (6H-SiC). De upptäckte att 3C-SiC-kristaller innehöll betydande borföroreningar som resulterade i resonansfononspridning, vilket drastiskt minskade värmeledningsförmågan.

Denna upptäckt har betydelse för många strålningsmiljöer med jonstrålar och utgör ett viktigt steg mot att utveckla SiC-sensorer som kan fungera under tuffa förhållanden. Med hjälp av jonmikrosondkammaren vid Ruder Boskovic-institutet undersökte forskarna hur temperaturen påverkar protoninducerade laddningstransportegenskaper hos SiC-membransensorer; genom att använda detta tillvägagångssätt kunde de studera små områden inom varje sensor för att utvärdera lokala effekter inom en enhet och minimera osäkerheter som orsakas av variationer från enhet till enhet.

Reaktionsbundna kiselkarbidbalkar har mycket stor bärförmåga vid höga temperaturer och lång livslängd utan deformation, vilket gör dem till idealiska ugnsinredningar för industrier som sanitetsporslin, elektriskt porslin och andra högtemperaturindustrier. Dessa balkar kan inte bara spara energi utan att öka vikten på bilugnar; de är också perfekta lastbärande strukturer i tunnelugnar eller skyttelugnar.

Kiselkarbidbalkar tillverkas genom glidgjutning med hjälp av sofistikerad sintringsteknik och enastående ytbehandlingskapacitet, vilket skapar balkar med olika tvärsnitt, väggtjocklekar och längder för att uppfylla kundernas krav. Deras oöverträffade ytbehandlingsförmåga innebär också att de förblir opåverkade av vanliga ugnsatmosfärer för opåverkad användning i många industriella ugnar - tunnelugnar, skyttelugnar och dubbelskiktsrullugnar är särskilt väl lämpade. Den höga böjhållfastheten innebär att de kan bära även tunga bärande konstruktioner utan att böjas eller deformeras av deformerade ugnsbilar utan att själva bli deformerade!

God oxidationsbeständighet

Kiselkarbid (SiC) är ett idealiskt material för strukturella tillämpningar vid höga temperaturer tack vare dess utmärkta mekaniska egenskaper och oxidationsbeständighet, vilket gör det lämpligt för tillverkning av stora eller komplext formade komponenter av kiselkarbid (SiC). Tyvärr innebär dock tillverkningen av dessa SiC-komponenter unika utmaningar. Dessa utmaningar inkluderar höga kostnader, svårigheter att erhålla rena enkristallprover och opraktiska tillverkningsmetoder. Syftet med denna forskning var att analysera oxidationsbeteendet hos SiC-grafitkompositer som använder polyfenylkarbosilan (PPCS) som beläggningsmaterial. Oxidationsbeteendet hos dessa material bestäms av deras kolinnehåll och kristallisationskinetik. Dessutom undersöktes kolmatrisens motståndskraft mot oxidation via röntgendiffraktionsstudier medan deras oxidbildningsmekanism studerades ytterligare.

Resultaten visar att PPCS-belagd grafit uppvisar utmärkt oxidationsbeständighet vid höga temperaturer. När kolhalten ökar förbättras beständigheten på grund av kemisk bindning mellan PPCS och kolmatrispartiklar; dessutom är den också mer motståndskraftig mot slaggattacker än obelagd grafit på grund av ytstruktureffekter; förbättring av beständigheten är således förknippad med ökande yta.

IPS Ceramics erbjuder ett komplett sortiment av kiselkarbidprodukter, inklusive granulat, stänger och stavar som tillverkas med snäva dimensionstoleranser för maximal styrka vid förhöjda temperaturer och utmärkt kryp- och korrosionsbeständighet - egenskaper som gör IPS Ceramics produkter perfekta för krävande applikationer.

Tvärbalkar av reaktionsbunden kiselkarbid (RBSiC) ger högre hållfasthet utan deformation vid mycket höga temperaturer och lång livslängd, vilket gör dem lämpliga för bärande strukturer i ramar för tunnelugnar, skyttelugnar och tvåskiktsrullugnar. Dessutom bidrar RBSiC:s värmeledningsförmåga till att spara energi.

Under kemiska förhållanden som är relevanta för tryckvattenreaktorer utan bestrålning undersöktes fyra typer av metallbundna SiC-plattor för deras oxidationsbeteende under förhållanden som är relevanta för tryckvattenreaktorer. Diffusionsbundna fogar visade överlägsen oxidationsbeständighet än diffusionsbundna fogar av molybden eller titan och sintrade fogar av SiC-nanopulver var mycket bättre på att motstå korrosion än diffusionsbundna fogar.