Invoering
De laatste tijd is er wereldwijd een groeiende vraag naar keramische materialen met een hogere sterkte en duurzaamheid, zodat ze bestand zijn tegen zware werkomstandigheden en toch efficiënt presteren. Daarom zijn siliciumcarbidekeramiekmaterialen uitgegroeid tot een van de beste en meest gebruikte keramische materialen. Naast een indrukwekkende hardheid en duurzaamheid, beschikt het ook over andere interessante eigenschappen, die we in het artikel van vandaag uitgebreid zullen bespreken. U leert ook over de verschillende soorten siliciumcarbidekeramiek, toepassingen en markttrends, en hoe keramische koellichamen verschillen van aluminium en andere materialen.
Kenmerken van siliciumcarbide keramische materialen
Siliciumcarbide keramische materialen zijn geavanceerde keramische materialen gemaakt van de halfgeleidermateriaalSiliciumcarbide, en wordt gebruikt voor een groot aantal industriële toepassingen. Het lijkt soms geel en soms groenachtig. Deze halfgeleiders zijn gemaakt van silicium en koolstof, gerangschikt in kristalroosterstructuren, waardoor ze een van de hardste bekende kunstmatige materialen op aarde zijn. Hier zijn enkele eigenschappen van siliciumcarbide keramische materialen die u moet weten voordat u ze koopt:
-
Hoge mate van hitte- en corrosiebestendigheid
-
Bestand tegen hoge temperaturen tot wel 1.300°C.
-
Krasbestendig
-
Uitstekende geleiders van warmte en elektriciteit.
-
Chemisch inactieve materialen.
-
Lage dichtheid
-
Ze hebben een grote bandkloof, waardoor ze als goede halfgeleiders voor elektronische apparaten kunnen dienen.
-
Lage thermische uitzetting en schokbestendigheid.
-
Extreem hard materiaal, alleen diamant is harder.
-
Hoge dichtheid van 3,20 g/mm
-
Hoog smeltpunt van 2.730°C
-
Grote elasticiteitsmodulus groter dan 400 GPa.
Soorten siliciumcarbide keramische materialen
Er zijn drie hoofdtypen siliciumcarbidematerialen:
-
Reactiegebonden siliciumcarbidematerialen (RBSiC):
Dit type siliciumcarbidekeramiek staat bekend om zijn uitzonderlijke dichtheid en sterkte. Het wordt industrieel vervaardigd uit de chemische verbinding van siliciumpoeders en koolstof onder hoge druk. hoge temperaturen en minimale sinterdruk. Wanneer dit is bereikt, verkrijgt u doorgaans een poreus materiaal dat siliciuminfiltratie toelaat. Dankzij de hoge temperatuur-, slijtage- en scheurbestendigheid van RBSiC is het een uitstekend materiaal voor de productie van smeltkroezen, ruimtespiegels en vele andere industriële componenten met hoge temperaturen.
-
Silicium-geïnfiltreerde siliciumcarbidematerialen (SiSiC):
Dit type siliciumcarbide lijkt meer op een hogedichtheidsvariant van het reactiegebonden siliciumcarbide. Het verschil is dat de poreuze materialen geïnfiltreerd zijn met vloeibaar silicium. SiSiC kan voor verschillende toepassingen worden gebruikt, zoals keramische buizen voor de bekleding van industriële machines, halfgeleiders voor elektronische apparaten en gereedschappen voor het maken van spuitmonden en snijmaterialen.
-
Gesinterde siliciumcarbidematerialen (SSIC):
Deze lichtgewicht materialen worden gevormd door de deeltjes siliciumcarbidepoeder onder hoge temperatuur en lage druk samen te persen. Ze hebben een hoge zuiverheid, gladdere oppervlakken en een hogere dichtheid. U kunt dit type SSIC-materiaal industrieel gebruiken voor de productie van pompen, mechanische afdichtingen en sommige machineonderdelen.
Vergelijking tussen keramische koellichamen en aluminium koellichamen.
Koellichamen zijn apparaten of platen die in de elektrotechnische industrie worden gebruikt om overtollige warmte af te voeren die door elektronica wordt geproduceerd (warmteafvoer). Met de toegenomen productie van elektronische apparaten De laatste jaren zijn geavanceerde keramische materialen en aluminium de twee meest gebruikte materialen geworden bij de productie van deze koellichamen.
Als u echter tussen beide opties moet kiezen, zijn keramische koellichamen, gemaakt van geavanceerde keramische materialen zoals siliciumcarbide, waarschijnlijk een betere optie dan aluminium, omdat ze beter zijn in het afvoeren of afvoeren van warmte uit elektronische apparaten. Waarom zijn ze beter? Als u dat wilt weten. Dat komt doordat siliciumcarbide koellichamen, in tegenstelling tot aluminium, sterkere geleiders van elektriciteit zijn in elektronische apparaten met hoge precisie, dankzij hun uitzonderlijke hardheid en hun vermogen om goed te presteren onder ongunstige omstandigheden zoals hoge temperaturen of hitte. Bovendien zijn deze geavanceerde keramische koellichamen ook milieuvriendelijker en hebben ze een hogere thermische weerstand dan aluminium.
Vergeleken met aluminium zijn keramische koellichamen ook bestand tegen chemische reacties en corrosie, en laten ze geen elektromagnetische interferentie toe. Deze bovengenoemde eigenschappen zorgen ervoor dat siliciumcarbide keramische koellichamen de warmte van licht of hoogenergetische elektronische apparaten uitstekend afvoeren in vergelijking met aluminium.
Aluminium koellichamen zijn geen slechte optie. Als u de kosten van een van beide overweegt, moet u weten dat aluminium koellichamen goedkoper zijn dan keramische koellichamen en bovendien goede warmtegeleiders zijn. De keuze tussen een keramisch koellichaam en aluminium koellichamen hangt af van de gewenste eigenschappen of de toepassing waarvoor u het nodig hebt. Dus, hoewel keramische koellichamen optimale prestaties leveren, zijn aluminium koellichamen kosteneffectief.
Verwarmingselementen van siliciumcarbide
Siliciumcarbide kan worden gebruikt voor de productie van verwarmingselementen en heeft een hoge thermische geleidbaarheid. Dankzij de hoge dichtheid kunnen staven en keramische buizen uit de verschillende soorten SiC worden gehaald bij temperaturen tot wel 2500 °C.
Een hoog vermogen is een kenmerkend kenmerk van siliciumcarbide verwarmingselementen. Deze elementen hebben meestal geen externe ondersteuning nodig, omdat ze op elke gewenste manier kunnen worden gemonteerd (horizontaal of verticaal).
Siliciumcarbide wordt gebruikt om verwarmingselementen te maken omdat:
-
Het heeft de mogelijkheid om verschillende producten te verwerken, ongeacht de atmosfeer.
-
Ze zijn zeer zuinig en veroorzaken geen opslagproblemen.
-
Het is bovendien schoon en milieuvriendelijk.
Toepassingen van siliciumcarbide verwarmingselementen
Verwarmingselementen van siliciumcarbide kunnen in verschillende situaties en toepassingen worden gebruikt. Laten we er eens een paar bekijken:
Glasindustrie
In de glasindustrie kunt u deze SiC-verwarmingselementen gebruiken voor het smelten (vanwege hun vuurvaste eigenschappen) en het verfijnen van glas.
Elektrische industrie
U kunt het gebruiken voor de productie van elektrisch porselein, slijpschijven, bougies, diffusie- en siliciumcarbideverwarmers.
Metallurgie
Sinteren, harden, desoxideren, oxideren, warmtebehandeling, smeden en solderen zijn allemaal geschikte toepassingen voor siliciumcarbide verwarmingselementen in de metallurgische industrie.
Keramische industrie
Ook de keramische industrie wordt niet vergeten, want aardewerk en sommige andere keukenbenodigdheden die u thuis gebruikt, zijn allemaal producten van verhitting met siliciumcarbide.
Huidige internationale markttrends en marktwaarde van siliciumcarbidekeramiek.
Siliciumgeïnfiltreerde siliciumcarbidematerialen (SiSiC) en gesinterd siliciumcarbide (SSiC) domineerden in 2023 lange tijd de keramiekmarkt. Vanwege hun bruikbaarheid begonnen veel industrieën vraag te krijgen naar deze siliciumcarbidekeramische materialen en als gevolg daarvan groeide de markt in een verbluffend tempo.
Het is interessant om te weten dat de markt voor siliciumcarbidekeramiek twee jaar geleden een waarde had van $1,27 miljard. Met een samengestelde jaarlijkse groei van 5,25% wordt verwacht dat deze in 2030 de $2 miljard zal overschrijden. Het Aziatische continent heeft belangrijke marktspelers zoals Fuji Electric Company, Ltd., Japan, ROHM Company, Ltd., STMicroelectronics, enz.
Hier bij GGSCeramics, Wij bieden de beste mix van siliciumcarbide keramische materialen, keramische koellichamen en producten voor uw gebruik en plezier.
Toepassingen van siliciumcarbide keramische materialen
Keramische materialen van siliciumcarbide kunnen worden toegepast in diverse industrieën, variërend van de chemische industrie en ingenieursbureaus tot de maakindustrie en vele andere. We zullen er een paar bekijken:
Ingenieursbureaus
In ingenieursbureaus kun je siliciumcarbide gebruiken in de elektronica voor de productie van apparaten, machines en apparatuur die een hoge mate van thermische geleidbaarheid en hittebestendigheid vereisen. Het kan bijvoorbeeld worden gebruikt bij de productie van remmen, motoronderdelen, pompen, lagers, mechanische afdichtingen, ovenbekledingen, sproeiers, leidingen, enz.
Keramische industrie
U kunt siliciumcarbidekeramiek gebruiken voor de productie van nagellak, ovenrekken en ovenbekleding vanwege de uitstekende vuurvastheid en chemische bestendigheid.
Productie van schuurmiddelen
Materialen die een ruw en krasbestendig oppervlak nodig hebben, zoals machineonderdelen en snijgereedschappen, kunnen worden geproduceerd uit siliciumcarbidekeramiek. Schuurmiddelen bijvoorbeeld, gebruiken de hardheid en slijtvastheid van siliciumcarbide om hun effectiviteit te verhogen.
Elektronica-industrie
Elektronica, halfgeleiders en elektrische apparaten zoals Schottky-diodes en MOSFET's profiteren ook van siliciumcarbidekeramiek.
Militair
Kogelwerende vesten die door het leger worden gebruikt, reageren uitstekend op objecten met een grote impact. Dit komt doordat ze voor het merendeel zijn gemaakt van keramische materialen op basis van siliciumcarbide.
Veelgestelde vragen
Wat is de algemene naam voor siliciumcarbidekeramiekmaterialen?
De algemene naam voor siliciumcarbidekeramiekmaterialen is Moissanite.
Wat is de Mohs-hardheid van siliciumcarbidekeramiek?
Met een hardheid van 9,5 volgens de Mohs-schaal is siliciumcarbidekeramiek na diamant het hardste materiaal op aarde.
Hebben siliciumcarbide-keramische materialen een kookpunt en smeltpunt?
Ja, ze hebben een smeltpunt van ongeveer 2730 °C, maar ze hebben geen vast kookpunt. Recent onderzoek toont echter aan dat ze bij 4936 °F direct van vaste stof in gas kunnen veranderen (sublimatie).
Wat is siliciumcarbide en wat onderscheidt het van siliciumcarbide?
Hun chemische en fysische samenstelling onderscheidt ze. Silicacarbide is een oxide van silicium, met de chemische formule SiO2, terwijl siliciumcarbide een chemische verbinding is van silicium en koolstof.
Conclusie
Siliciumcarbidematerialen zullen een steunpilaar in de wereldeconomie blijven zolang de wereldbevolking geavanceerde keramische materialen blijft gebruiken en vragen. Met de innovaties en aanpassingen aan deze siliciumcarbidekeramische materialen die eraan komen, is het zeker een van de beste sectoren waar u veilig kunt instappen en een bloei kunt verwachten.