碳化硅(SiC)以其优异的热性能、高机械强度和耐化学性而闻名于世。
碳化硅的温度极限取决于其在高温下保持结构完整性和抵抗化学反应的能力。
碳化硅可在 1400°C 的高温下保持较高的机械强度。
在 1200°C 的高温下,碳化硅会在空气中形成一层保护性的氧化硅涂层,使其可以在 1600°C 的高温下使用。
不过,它的稳定性上限约为 2,500°C ,熔化温度约为 2,830°C 。
这些特性使碳化硅成为各行业高温应用的重要材料。
五大要点解析:是什么使碳化硅成为高温应用的理想材料?
1.高温下的高机械强度
碳化硅在高达 1,400°C 的高温下仍能保持较高的机械强度,明显高于许多其他材料。
这使其适用于在极端温度下要求结构完整性的应用。
2.耐化学腐蚀和氧化
碳化硅能抵抗酸、碱和熔盐的化学侵蚀,最高温度可达 800°C。
碳化硅在 1200°C 时会形成一层保护性的氧化硅涂层,从而增强其抗氧化性,使其在 1600°C 时仍可使用而不会出现明显的降解。
3.导热性和抗热震性
碳化硅具有 120-270 W/mK 的高热导率,这对高温应用至关重要。
碳化硅的低热膨胀率(4.0x10-6/°C)和高抗热震性使其能够抵抗快速的温度变化,防止形成微裂缝。
4.稳定性上限和熔点
虽然碳化硅在 1600°C 以上的空气中会氧化,但其稳定上限约为 2500°C。
它的熔点温度约为 2,830°C ,是在极高温下最稳定的材料之一。
5.在高温工业中的应用
由于碳化硅的独特性能,它被广泛应用于仪表、冶金、陶瓷、化工和电气行业。
它可用作高炉的衬块和衬砖、电炉中的加热元件以及半导体炉中的晶片托盘支架和桨叶。
碳化硅元件的使用温度远高于 2,400°F (1,316°C),因此适用于 2,000°F (1,093°C) 以上的辐射管应用。
尽管由于难以制造合适的密封法兰,碳化硅辐射管在制造过程中面临着挑战,但仍建议在此类高温应用中使用反应键合(RB)碳化硅辐射管。
总之,碳化硅能够保持较高的机械强度、抗化学反应和承受极端温度,因此是各种高温应用的理想材料。
碳化硅的导热性、抗热震性和高熔点进一步提高了它在材料必须在严酷条件下可靠运行的行业中的适用性。
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