S-SiC

Свойства и области применения


Карбид кремния - лучший выбор среди высокопроизводительных материалов
Карбид кремния обладает замечательными эксплуатационными характеристиками. Он обладает чрезвычайно высокой твердостью и сильной износостойкостью. Его теплопроводность высока, что обеспечивает ему отличную теплоотдачу. Кроме того, он обладает хорошей химической стабильностью и устойчив к коррозии.

S-SiC
Спеченный карбид кремния

Обычно используется процесс спекания без давления. Порошок карбида кремния высокой чистоты смешивается с небольшим количеством добавок, а затем нагревается до температуры от 1800°C до 2000°C в высокотемпературной печи для спекания. Плотная керамическая структура образуется в результате диффузии и слияния частиц.

Свойства

Чрезвычайная твердость и износостойкость

  • Твердость: HV 22-28 ГПа (9,5 по шкале Мооса), уступает только алмазу и кубическому нитриду бора, идеально подходит для сред с высоким коэффициентом трения.
  • Области применения: Механические уплотнения, подшипники, пескоструйные сопла в условиях высоких скоростей и абразивных материалов.

Высокотемпературная стабильность

  • Рабочая температура: До 1600°C (в инертной атмосфере: 1800°C), с минимальной потерей прочности при повышенных температурах.
  • Пример: Подложки SSiC в полупроводниковом производстве выдерживают термообработку при температуре 1400°C.

Химическая инертность и коррозионная стойкость

  • Устойчив к воздействию сильных кислот (например, серной и фтористоводородной), щелочей (например, едкого натра) и расплавленных металлов (например, алюминия, цинка).
  • Пример использования: Футеровки химических реакторов и трубопроводы для охлаждающих жидкостей ядерных реакторов предотвращают утечку коррозионных сред.

Высокая теплопроводность и низкое расширение

  • Теплопроводность: 110-200 Вт/м-К (1/3 от меди), что обеспечивает эффективный отвод тепла.
  • Низкий коэффициент расширения (3,6-4,1×10-⁶/K) обеспечивает устойчивость к образованию трещин при термоциклировании, подходит для высокочастотных нагревательных приборов.

Высокая чистота и однородная структура

  • Плотность: ≥97% благодаря спеканию без давления, без свободного кремния (в отличие от реакционно-связанного SiC), что позволяет избежать размягчения при высоких температурах.

Области применения

Промышленное производство и машиностроение

Уплотнительные и подшипниковые системы

Механические уплотнения для центробежных насосов/компрессоров обеспечивают долговременную стабильность в условиях высокого давления, температуры и агрессивных сред.
Пример: Уплотнения насосов SSiC служат в 5 раз дольше, чем уплотнения из традиционных материалов.

Износостойкие компоненты

Рабочие колеса шламовых насосов в горнодобывающей промышленности и насадки буровых долот при бурении нефтяных скважин устойчивы к абразивной и химической эрозии.

Электроника и полупроводники

Оборудование для обработки пластин

Подставки для подложек и приспособления для травления в производстве полупроводников выдерживают температуру 1400°C и воздействие плазмы.
Пример: Вакуумные патроны SSiC обеспечивают точность нанометрового уровня при обработке пластин.

Терморегулирование

Подложки для упаковки мощных микросхем эффективно отводят тепло, продлевая срок службы устройств.

Энергетика и охрана окружающей среды

Солнечная фотовольтаика

Отрезные круги для кремниевых пластин и футеровка печей для восстановления поликремния выдерживают температуру 1600°C и воздействие агрессивных газов (например, HCl).

Атомная энергия

Оболочка управляющих стержней и компоненты теплообменников в реакторах противостоят радиации и высокотемпературным продуктам деления.

Химическая и экологическая инженерия

Коррозионно-стойкие трубопроводы

Трубопроводы для транспортировки серной кислоты/каустической соды исключают быструю коррозию металла.

Системы фильтрации

Фильтры высокотемпературной очистки газа для электростанций/сталелитейных заводов выдерживают температуру 1000°C и абразивное воздействие частиц.

Специализированные области

Баллистическая броня

Легкие броневые плиты (плотность: 3,1 г/см³), легче алюминия, но прочнее, используются в транспортных средствах и для индивидуальной защиты.

Аэрокосмическая промышленность

Сопла ракетных двигателей и конструкции спутников сохраняют целостность в условиях экстремальных температур и радиации.

Сравнение технологических преимуществ

НедвижимостьSSiCRBSiC (реакционно-связанный SiC)HPSiC (горячепрессованный SiC)
Чистота>99%Содержит 10-15% без кремния>99%
Максимальная рабочая температура1800°C (инертный)1400°C1600°C
СтоимостьУмеренныйНизкийВысокий
Типичные случаи использованияВысокотемпературные структуры, полупроводниковые инструментыИзносостойкие детали, печная мебельПрецизионные пресс-формы, оптика

Процесс и настройка

SSiC производится методом спекания без давления

Порошок SiC высокой чистоты (1-10 мкм), смешанный со следами спекающих добавок (например, B₄C, Al₂O₃-Y₂O₃), спекается при 1800-2150°C, образуя плотные структуры за счет диффузии частиц.

Возможности персонализации

Сложные формы (например, спиральные трубы, пористые фильтры) с точностью размеров ±0,05 мм.
Обработка поверхности (покрытие, притирка) для специальных нужд (например, антиадгезия, оптическая плоскостность).

Тематические исследования

Полупроводниковая промышленность

Ведущие производители микросхем используют приспособления SSiC для отжига пластин, увеличивая срок службы инструмента до 10 раз по сравнению с традиционным кварцем при отжиге 200-мм/300-мм пластин.

Электромобили

Радиаторы инвертора SSiC повышают эффективность двигателя на 5%, увеличивая запас хода EV на 10%.

Примеры продуктов

Настройте свои детали уже сегодня!

Мы обладаем широким спектром технологий для изготовления продукции из карбида кремния на заказ, таких как технология материалов, технология обработки, технология проектирования и технология комплексного процесса от материалов до продукции. Поэтому мы способны удовлетворить различные требования по изготовлению продукции на заказ. Если вам нужны дополнительные решения или вы хотите узнать о других видах технологического процесса производства изделий из карбида кремния, пожалуйста, свяжитесь с нашей командой инженеров.