Kakšne so razlike med izotropnim grafitom in silikoniziranim grafitom?

1. materialne lastnosti in strukturne razlike

✔ Izotropni grafit:

●  Izotropno vedenje: Enotne fizikalne lastnosti (npr. Termična/električna prevodnost, mehanska trdnost) v vseh treh dimenzijah (x, y, z), brez usmerjene odvisnosti.

●  Visoka čistost in toplotna stabilnost: Izdelani z naprednimi procesi, kot je isostatično stiskanje, ki ponuja ultra nizke ravni nečistoč (vsebnost pepela na lestvici ppm) in povečano moč pri visokih temperaturah (do 2000 ° C+).

●  Natančna obdelovalnost: Zlahka izdelana v zapletene geometrije, idealna za komponente za obdelavo polprevodniških rezin (npr. Grelniki, izolatorji).

Fizikalne lastnosti izostatskega grafita
Lastnina	Enota	Tipična vrednost
Gostota v razsutem stanju	g/cm³	1.83
Trdota	Hsd	58
Električna upornost	μω.m	10
Upogibna moč	MPA	47
Tlačna trdnost	MPA	103
Natezna trdnost	MPA	31
Mladi modul	GPA	11.8
Toplotna ekspanzija (CTE)	10-6K-1	4.6
Toplotna prevodnost	W · m-1· K.-1	130
Povprečna velikost zrn	μm	8-10
Poroznost	%	10
Vsebnost pepela	ppm	≤5 (po prečiščeni)

✔ Silikoniziran grafit:

● Silicijeva infuzija: Infuziran s silicijem, da tvori kompozitni sloj silicijevega karbida (SIC), kar bistveno izboljšuje oksidacijsko odpornost in trajnost korozije v ekstremnih okoljih.

● Potencialna anizotropija: Lahko zadrži nekaj usmerjenih lastnosti iz osnovnega grafita, odvisno od procesa silikonizacije.

● Prilagojena prevodnost: Zmanjšana električna prevodnost v primerjavi zčisti grafitvendar izboljšana trajnost v težkih razmerah.

Glavni parametri silikoniziranega grafita
Lastnina	Tipična vrednost
Gostota	2.4-2,9 g/cm³
Poroznost	<0,5%
Tlačna trdnost	> 400 MPA
Upogibna moč	> 120 MPA
Toplotna prevodnost	120 w/mk
Koeficient toplotne ekspanzije	4,5 × 10-6
Elastični modul	120 GPA
Moč udarca	1,9KJ/m²
Trenje z mazanjem z vodo	0.005
Koeficient suhega trenja	0.05
Kemična stabilnost	Različne soli, organska topila, močne kisline (hf, hcl, h₂so4, Hno₃)
Dolgoročna stabilna temperatura uporabe	800 ℃ (oksidacijska atmosfera) 2300 ℃ (inertna ali vakuumska atmosfera)
Električna upornost	120*10-6Ωm

2. scenariji aplikacij

●  Proizvodnja polprevodnikov: Križa in ogrevalni elementi v enokristalnih silicijevih rastnih pečh, ki izkoriščajo čistost in enakomerno toplotno porazdelitev.

●  Sončna energija: Toplotne izolacijske komponente v proizvodnji fotovoltaičnih celic (npr. Deli vakuumske peči).

●  Jedrska tehnologija: Moderatorji ali strukturni materiali v reaktorjih zaradi sevalne odpornosti in toplotne stabilnosti.

●  Natančno orodje: Kalupi za metalurgijo v prahu, ki imajo koristi od visoke dimenzijske natančnosti.

●  Visokotemperaturna oksidacijska okolja: Komponente vesoljskega motorja, industrijske obloge za peč in druge uporabe, bogate s kisikom.

●  Korozivni mediji: Elektrode ali tesnila v kemičnih reaktorjih, ki so izpostavljeni kislinam/alkalijem.

●  Tehnologija baterije: Eksperimentalna uporaba v anodah litij-ionskih baterij za izboljšanje interkalacije litij-ionov (še vedno usmerjena v raziskave in D).

●  Polprevodniška oprema: Elektrode v orodjih za jedkanje v plazmi, ki združujejo prevodnost s korozijsko odpornostjo.

3. Prednosti in omejitve uspešnosti

✔ Izotropni grafit

Prednosti:

●  Enotna uspešnost: Odpravlja tveganja za usmerjeno odpoved (npr. Razpoke toplotnih napetosti).

●  Ultra visoka čistost: Preprečuje kontaminacijo v občutljivih procesih, kot je izdelava polprevodnikov.

●  Odpornost toplotnega udarca: Stabilno pri hitrem temperaturnem kolesarjenju (npr. CVD reaktorji).

Omejitve: 

● Višji proizvodni stroški in stroge zahteve za obdelavo.

✔ Silikoniziran grafit

Prednosti:

●  Oksidacijska odpornost: SIC plast blokira difuzijo kisika in podaljša življenjsko dobo v oksidativnem okolju z visoko toploto.

●  Izboljšana trajnost: Izboljšana površinska trdota in odpornost na obrabo.

●  Kemična inertnost: Vrhunska odpornost na korozivni medij in standardni grafit.

Omejitve: 

●  Zmanjšana električna prevodnost in večja zapletenost proizvodnje.

4. Povzetek

✔ Izotropni grafit: 

Prevladuje v aplikacijah, ki zahtevajo enotnost in čistost (polprevodniki, jedrska tehnologija).

✔ Silikoniziran grafit: 

Se odlikuje v ekstremnih pogojih (vesoljsko, kemično obdelavo) zaradi trajnosti, ki se poveča silicij.