S-SiC

Eigenschappen en toepassingsgebieden


Siliciumcarbide is de uitstekende keuze van hoogwaardige materialen
Siliciumcarbide heeft opmerkelijke prestatiekenmerken. Het heeft een extreem hoge hardheid en een sterke slijtvastheid. Het heeft een hoge thermische geleidbaarheid, waardoor het uitstekend warmte kan afvoeren. Bovendien vertoont het een goede chemische stabiliteit en is het bestand tegen corrosie.

S-SiC
Gesinterd siliciumcarbide

Meestal wordt het sinterproces zonder druk toegepast. Poeder van hoogzuiver siliciumcarbide wordt gemengd met een kleine hoeveelheid additieven en vervolgens verhit tot ongeveer 1800°C tot 2000°C in een oven op hoge temperatuur om te sinteren. Door diffusie en versmelting van de deeltjes wordt een dichte keramische structuur gevormd.

Eigenschappen

Extreme hardheid en slijtvastheid

  • Hardheid: HV 22-28 GPa (Mohs 9,5), alleen tweede na diamant en kubisch boornitride, ideaal voor omgevingen met veel wrijving.
  • Toepassingen: Mechanische afdichtingen, lagers, zandstraalpijpen bij hoge snelheden of abrasieve omstandigheden.

Stabiliteit bij hoge temperatuur

  • Bedrijfstemperatuur: Tot 1600°C (inerte atmosfeer: 1800°C), met minimaal sterkteverlies bij hogere temperaturen.
  • Voorbeeld: SSiC waferdragers in de halfgeleiderfabricage weerstaan een hittebehandeling van 1400°C.

Chemische inertie en corrosiebestendigheid

  • Bestand tegen sterke zuren (bijv. zwavelzuur, fluorwaterstofzuur), alkaliën (bijv. natronloog) en gesmolten metalen (bijv. aluminium, zink).
  • Toepassing: Bekledingen van chemische reactoren en nucleaire koelleidingen voorkomen lekkage van corrosieve media.

Hoge thermische geleidbaarheid en lage uitzetting

  • Warmtegeleidingsvermogen: 110-200 W/m-K (1/3 van koper), voor een efficiënte warmteafvoer.
  • Lage uitzettingscoëfficiënt (3,6-4,1×10-⁶/K) zorgt voor scheurvastheid tijdens thermische cycli, geschikt voor hoogfrequente verwarmingsapparaten.

Hoge zuiverheid en uniforme structuur

  • Dichtheid: ≥97% via sinteren zonder druk, vrij van vrij silicium (in tegenstelling tot reactiegebonden SiC), waardoor verweking bij hoge temperaturen wordt voorkomen.

Toepassingsgebieden

Industriële productie en werktuigbouwkunde

Afdichtings- en lagersystemen

Mechanische afdichtingen voor centrifugaalpompen/compressoren behouden langdurige stabiliteit onder hoge druk, temperatuur en corrosieve media.
Voorbeeld: SSiC pompafdichtingen gaan 5x langer mee dan traditionele materialen.

Slijtvaste componenten

Drijfmestpompwaaiers in de mijnbouw en boormondstukken bij olieboringen zijn bestand tegen abrasieve en chemische erosie.

Elektronica en halfgeleiders

Apparatuur voor waferverwerking

Waferdragers en etsinrichtingen in de halfgeleiderproductie zijn bestand tegen 1400°C en blootstelling aan plasma.
Voorbeeld: SSiC vacuüm chucks zorgen voor precisie op nanometerniveau tijdens het verwerken van wafers.

Thermisch beheer

Krachtige chipsubstraten voeren warmte efficiënt af om de levensduur van apparaten te verlengen.

Energie en milieubescherming

Fotovoltaïsche zonne-energie

Snijwieltjes voor siliciumwafers en voeringen voor polysiliciumreductieovens zijn bestand tegen 1600°C en corrosieve gassen (bijv. HCl).

Kernenergie

De bekleding van regelstaven en onderdelen van warmtewisselaars in reactoren zijn bestand tegen straling en splijtingsproducten van hoge temperatuur.

Chemische en milieutechniek

Corrosiebestendig leidingwerk

Pijpleidingen voor het transport van zwavelzuur en natronloog voorkomen snelle metaalcorrosie.

Filtratiesystemen

Gaszuiveringsfilters voor krachtcentrales/staalfabrieken die bestand zijn tegen hoge temperaturen, 1000°C en schurende deeltjes.

Gespecialiseerde velden

Ballistische pantsering

Lichtgewicht pantserplaten (dichtheid: 3,1 g/cm³), lichter dan aluminium maar sterker, gebruikt in voertuigen en persoonlijke bescherming.

Ruimtevaart

Raketmotorstraalpijpen en satellietstructuren behouden hun integriteit bij extreme temperaturen en straling.

Vergelijking van technologische voordelen

EigendomSSiCRBSiC (reactiegebonden SiC)HPSiC (heet geperst SiC)
Zuiverheid>99%Bevat 10-15% vrij silicium>99%
Max. bedrijfstemperatuur1800°C (inert)1400°C1600°C
KostenMatigLaagHoog
Typisch gebruikHoge temperatuur structuren, halfgeleider gereedschappenSlijtdelen, ovenmeubelsPrecisiematrijzen, optiek

Proces & Aanpassing

SSiC wordt geproduceerd door sinteren zonder druk

Zeer zuiver SiC-poeder (1-10 μm) gemengd met sinterhulpstoffen (bijv. B₄C, Al₂O₃-Y₂O₃) wordt gesinterd bij 1800-2150°C, waarbij dichte structuren worden gevormd door diffusie van deeltjes.

Aanpassingsmogelijkheden

Complexe vormen (bijv. spiraalvormige pijpen, poreuze filters) met een maatnauwkeurigheid van ±0,05 mm.
Oppervlaktebehandelingen (coaten, leppen) voor gespecialiseerde behoeften (bijv. anti-adhesie, optische vlakheid).

Casestudies

Halfgeleiderindustrie

Toonaangevende chipfabrikanten gebruiken SSiC wafer-opspansystemen, waardoor de standtijd 10x langer is dan die van traditioneel kwarts bij 200mm/300mm wafer-gloeien.

Elektrische voertuigen

SSiC koellichamen voor omvormers verbeteren de motorefficiëntie met 5%, waardoor het bereik van EV's met 10% toeneemt.

Productvoorbeelden

Pas uw onderdelen vandaag nog aan!

We beschikken over de meest uiteenlopende technologieën voor het aanpassen van siliciumcarbideproducten, zoals materiaaltechnologie, verwerkingstechnologie, ontwerptechnologie en geïntegreerde procestechnologie van materialen tot producten. Daarom zijn we in staat om te gaan met verschillende maatwerkvereisten. Als je meer maatwerkoplossingen nodig hebt of meer wilt weten over andere procestypen van siliciumcarbideproducten, neem dan gerust eerst contact op met ons technische team.