Керамические материалы на основе карбида кремния (SiC) стали незаменимым ключевым материалом в современной промышленности благодаря своим уникальным физико-химическим свойствам. По сравнению с традиционной металлической или оксидной керамикой, изделия из карбида кремния демонстрируют значительные преимущества в экстремальных условиях эксплуатации, таких как высокие температуры, коррозия и износ, способствуя технологической модернизации во многих отраслях.
1. Отличная устойчивость к высоким температурам
Температура плавления карбида кремния достигает 2700 °C. Он сохраняет высокую прочность при температурах свыше 1600 °C, а его стойкость к окислению значительно превосходит стойкость обычной керамики. Например, ролики и балки из карбида кремния могут длительное время выдерживать высокие температуры свыше 1400 °C в керамических печах, избегая деформации и растрескивания, что значительно продлевает срок службы оборудования.
2. Сверхвысокая износостойкость и коррозионная стойкость
Карбид кремния уступает по твёрдости только алмазу и обладает износостойкостью, более чем в 10 раз превышающей износостойкость стали. Он также устойчив к воздействию кислот, щелочей и расплавленных металлов. Уплотнения и сопла из карбида кремния в химической промышленности могут стабильно работать в средах с сильными кислотами, сильными щелочами и высоким содержанием соли, что снижает затраты на техническое обслуживание.
3. Отличная теплопроводность и стойкость к тепловым ударам
Карбид кремния обладает высокой теплопроводностью (около 120 Вт/м·К), что позволяет ему быстро переносить тепло и выдерживать резкие перепады температуры и охлаждения. Например, трубы холодного воздуха из карбида кремния могут эффективно охлаждать секцию быстрого охлаждения керамических печей, предотвращая образование трещин из-за термического напряжения.
4. Легкий вес и потенциал энергосбережения
Карбид кремния имеет низкую плотность (3,1 г/см³) и легче стали, но при этом прочнее. В аэрокосмической отрасли компоненты из карбида кремния позволяют снизить вес оборудования; в промышленных печах его низкая теплоёмкость также позволяет снизить потребление энергии.
5. Широкая адаптируемость к применению
Изделия из карбида кремния могут использоваться во всех областях: от традиционной керамической металлургии до новых областей полупроводниковой промышленности и новой энергетики. Например, в фотоэлектрических печах для спекания кремниевых пластин используется высокая температурная стабильность консольных лопастей из карбида кремния, а в полупроводниковом оборудовании используются его высокая чистота и устойчивость к плазменной эрозии.
Заключение
Комплексные эксплуатационные преимущества изделий из карбида кремния делают их идеальным выбором для высокотемпературных, коррозионных и износостойких сред. По мере развития промышленных технологий в сторону повышения эффективности и экологичности сферы применения карбида кремния будут расширяться, обеспечивая ключевую поддержку модернизации промышленности.