Millised on erinevused isotroopse grafiidi ja silikoniseeritud grafiidi vahel?

1. materiaalsed omadused ja struktuurilised erinevused

✔ Isotroopne grafiit:

●  Isotroopne käitumine: Ühtsed füüsikalised omadused (nt termiline/elektriline juhtivus, mehaaniline tugevus) kõigis kolmes mõõtmes (x, y, z), ilma suunas sõltuvuseta.

●  Suur puhtus ja termiline stabiilsus: Toodetud täiustatud protsesside kaudu nagu isostaatiline pressimine, pakkudes ülimadala lisandite taset (tuhasisaldus PPM-skaalal) ja suurenenud tugevust kõrgetel temperatuuridel (kuni 2000 ° C+).

●  Täppismahhingus.

Isostaatilise grafiidi füüsilised omadused
Omand	Ühik	Tüüpiline väärtus
Hulgi tihedus	g/cm³	1.83
Karedus	Hsd	58
Elektriresised	μΩ.m	10
Paindetugevus	Mpa	47
Survetugevus	Mpa	103
Tõmbetugevus	Mpa	31
Noore moodul	GPA	11.8
Soojuspaisumine (CTE)	10-6K-1	4.6
Soojusjuhtivus	W · m-1· K-1	130
Keskmise tera suurus	μm	8-10
Poorsus	%	10
Tuha sisu	ppm	≤5 (pärast puhastatud)

✔ Silikoniseeritud grafiit:

● Räni infusioon: Räniga infundeeritud räni karbiidi (SIC) komposiitkihi moodustamiseks, parandades märkimisväärselt oksüdatsiooniresistentsust ja korrosiooni vastupidavust äärmuslikes keskkondades.

● potentsiaalne anisotroopia: Võib sõltuvalt silikonimisprotsessist säilitada baasfiidi mõned suunaomadused.

● Kohandatud juhtivus: Vähendatud elektrijuhtivus võrreldes võrreldespuhas grafiitkuid suurenenud vastupidavus karmides tingimustes.

Silikoniseeritud grafiidi peamised parameetrid
Omand	Tüüpiline väärtus
Tihedus	2,4-2,9 g/cm³
Poorsus	<0,5%
Survetugevus	> 400 Mpa
Paindetugevus	> 120 Mpa
Soojusjuhtivus	120 w/mk
Soojuspaisumistegur	4,5 × 10-6
Elastne moodul	120 GPA
Mõjutugevus	1,9 kJ/m²
Vee määritud hõõrdumine	0.005
Kuiv hõõrdetegur	0.05
Keemiline stabiilsus	Erinevad soolad, orgaanilised lahustid, Tugevad happed (HF, HCl, H₂so4, Hno₃)
Pikaajaline stabiilne kasutamise temperatuur	800 ℃ (oksüdatsiooni atmosfäär) 2300 ℃ (inertne või vaakum -atmosfäär)
Elektriresised	120*10-6Ωm

2. rakenduse stsenaariumid

●  Pooljuhtide tootmine: Jõukoorid ja kütteelemendid ühekristalliliste räni kasvuahjudes, võimendades selle puhtust ja ühtlast soojusjaotust.

●  Päikeseenergia: Fotogalvaaniliste rakkude tootmisel (nt vaakumiahju osad) soojuse isolatsioonikomponendid.

●  Tuumatehnoloogia: Reaktorites moderaatorid või konstruktsioonimaterjalid kiirguskindluse ja termilise stabiilsuse tõttu.

●  Täpsusriistad: Pulbri metallurgia vormid, mis saavad kasu kõrgmõõtmelisest täpsusest.

●  Kõrgtemperatuuriga oksüdatsioonikeskkond: Kosmosemootori komponendid, tööstusahju vooderdised ja muud hapnikurikkad, kõrge kuumendiga rakendused.

●  Söövitav meedia: Happete/leelistega kokku puutunud keemiliste reaktorite elektroodid või tihendid.

●  Akutehnoloogia: Eksperimentaalne kasutamine liitium-ioon akuanoodides liitium-iooni interkalatsiooni parandamiseks (endiselt R&D-keskendunud).

●  Pooljuhtide seadmed: Elektroodid plasma söövitusvahendites, ühendades juhtivuse korrosioonikindlusega.

3. jõudluse eelised ja piirangud

✔ isotroopne grafiit

Tugevused:

●  Ühtne jõudlus: Kõrvaldab suunahäired (nt termilise stressi praod).

●  Ülikõrge puhtus: Hoiab ära saastumise tundlikes protsessides nagu pooljuhtide valmistamine.

●  Termiline šokikindlus: Stabiilne kiire temperatuuri tsükli all (nt CVD reaktorid).

Piirangud: 

● Suuremad tootmiskulud ja ranged töötlemisnõuded.

✔ Räniseeritud grafiit

Tugevused:

●  Oksüdatsiooniresistentsus: SIC-kiht blokeerib hapniku difusiooni, pikendades eluiga kõrge kuuma oksüdatiivses keskkonnas.

●  Täiustatud vastupidavus: Parem pinna kõvadus ja kulumiskindlus.

●  Keemiline inerdus: Parem vastupidavus söövitavatele meediumidele vs standard grafiit.

Piirangud: 

●  Vähendatud elektrijuhtivus ja suurem tootmise keerukus.

4. kokkuvõte

✔ Isotroopne grafiit: 

Domineerib rakendusi, mis nõuavad ühtsust ja puhtust (pooljuhid, tuumatehnoloogia).

✔ Silikoniseeritud grafiit: 

Paistab ekstreemsetes tingimustes (kosmose, keemiline töötlemine) räni täiustatud vastupidavuse tõttu.