碳化硅 (SiC) 元件是一种多功能材料,以其优异的机械和热性能而著称。
这些元件应用广泛,包括加热元件、晶片加工设备和涡轮机部件。
这是由于它们具有高导热性、抗热震性和耐磨性。
碳化硅是一种由硅和碳组成的陶瓷材料,具有高导电性和耐极端温度的能力。
5 个要点说明
成分和结构
化学成分:碳化硅是硅和碳的化合物,被称为碳化硅。
它是一种陶瓷材料,其晶格结构由四面体碳原子和硅原子之间的键组成。
硬度和强度:由于具有很强的共价键,碳化硅具有很高的硬度和机械强度,接近金刚石的硬度和强度。
制造工艺
再结晶:碳化硅加热元件是通过在 2150°C 以上的高温下熔化高纯度碳化硅晶粒制成的,这一过程称为再结晶。
化学气相沉积(CVD):KinTek 采用批量 CVD 工艺生产高纯度(>99.9995%)固态立方体贝塔碳化硅元件。
这种方法可确保优异的耐化学性、导热性和抗热震性。
反应键合碳化硅:将液态硅渗入碳化硅和碳的压实物中,使其与碳反应形成碳化硅,从而将颗粒粘合在一起。
烧结碳化硅:由纯碳化硅粉末与非氧化物烧结助剂制成,采用传统的陶瓷成型工艺,在惰性气氛中高温烧结。
热性能
导热性:碳化硅的导热系数范围为 120-270 W/mK,因此导热效率很高。
热膨胀:碳化硅的热膨胀系数为 4.0x10-6/°C,热膨胀率低,有利于在温度变化时最大限度地减少热应力并保持结构的完整性。
抗热震性:SiC 具有高导热性和低热膨胀性,因此能够承受急剧的温度变化而不受损害。
电气特性
导电性:碳化硅具有高导电性,因此适用于加热元件和其他电气应用。
电阻率:CVD SiC 有低电阻率(<10 欧姆-厘米)和高电阻率(>1,000 欧姆-厘米)两种等级,可满足各种电气要求。
应用
加热元件:碳化硅具有高导电性和耐极端温度的能力,因此被广泛用于加热元件。
晶片加工和处理设备:高纯度 SiC 元件具有优异的耐化学性和热性能,因此被用于晶圆加工设备。
涡轮机部件:SiC 的耐磨性、高温强度和抗热震性使其适用于高温环境下的涡轮机部件。
机械性能
耐磨性:碳化硅具有很高的耐磨性,因此非常适合于需要耐磨的应用场合。
高温强度:碳化硅在高温下仍能保持机械强度,这对高温应用至关重要。
总之,SiC 元件是一种用途广泛的材料,具有优异的机械性能和热性能。
它们能够耐高温、抗磨损和高效导热,因此适用于电子、航空航天和汽车等行业的广泛应用。
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