Керамика из карбида кремния (SiC)

Известное с конца XIX века как карборундовая керамика из карбида кремния (SiC), это соединение кремния и углерода превратилось из абразивного порошка в краеугольный материал для высокопроизводительной техники. Сегодня керамика из карбида кремния незаменима в самых разных отраслях промышленности - от полупроводников и электроники до аэрокосмической, автомобильной, энергетической и химической.

Что такое карбид кремния? С научной точки зрения, это ковалентно связанное соединение карбида кремния с химической формулой SiC, обладающее уникальной кристаллической структурой, которая может существовать в различных политипах (3C, 4H, 6H). Высокая твердость (9,5 по шкале Мооса), низкая плотность (~3,1 г/см³), высокая температура плавления (~2700 °C) и отличная теплопроводность карбида кремния делают его идеальным для применения в сложных условиях, когда металлы или пластмассы не справляются с поставленной задачей.

Компания Great Ceramic поставляет детали из карбида кремния, разработанные в соответствии с требованиями заказчика, обеспечивая непревзойденную точность, стабильность и надежность.

Преимущества керамики из карбида кремния

Уникальное сочетание механических, термических и электрических свойств выделяет SiC среди технической керамики.

Твердость карбида кремния по Виккерсу составляет около 22 ГПа и приближается к твердости алмаза и кубического нитрида бора. Это делает SiC идеальным выбором для изготовления износостойких деталей, уплотнительных колец и абразивных материалов.

Плотность карбида кремния обычно составляет 3,02-3,15 г/см³, что обеспечивает исключительную прочность без чрезмерного веса - важное преимущество для аэрокосмических и автомобильных систем.

Теплопроводность SiC превышает 100 Вт/м-К, что делает его отличным материалом для теплообменников, полупроводниковых пластин и подложек для силовой электроники.

Коэффициент теплового расширения (SiC CTE) ~4 × 10-⁶/K обеспечивает превосходную стабильность размеров даже при тепловых ударах и колебаниях температур.

Устойчив к воздействию кислот, солей и большинства химических веществ, при этом образует защитную пленку SiO₂ при температуре выше 1300 °C для противодействия окислению.

Электрические свойства карбида кремния позволяют использовать его в качестве полупроводника с широкой полосой пропускания, идеального для мощных и высокотемпературных электронных устройств.

Благодаря сочетанию твердости, прочности и коррозионной стойкости изделия из карбида кремния значительно превосходят металлы и полимеры в жестких условиях эксплуатации.

Отраслевые применения

Благодаря своим исключительным свойствам карбид кремния находит применение во многих отраслях промышленности:

В аэрокосмической промышленности карбид кремния применяется для изготовления деталей турбин, двигателей и систем тепловой защиты. Благодаря своей высокотемпературной способности и легкости он идеально подходит для таких сложных условий эксплуатации. Керамика из карбида кремния также используется в системах бронезащиты транспортных средств и персонала благодаря своей исключительной твердости и легкости.

Полупроводниковые свойства SiC произвели революцию в силовой электронике. Технология карбида кремния обеспечивает более эффективное преобразование энергии, более высокую частоту работы и лучшую терморегуляцию по сравнению с традиционными кремниевыми полупроводниками. Это делает ее ценной для инверторов, преобразователей и источников питания в энергетических приложениях.

В промышленности изделия из карбида кремния, такие как сопла, уплотнения, подшипники и режущие инструменты, обеспечивают исключительную износостойкость и долговечность. Твердость и химическая инертность материала делают его идеальным для таких ответственных применений.

В автомобильной промышленности SiC используется в тормозных дисках, компонентах сцепления и керамических фильтрах. В электромобилях полупроводники из карбида кремния играют важнейшую роль в системах управления питанием, повышая эффективность и снижая тепловыделение.

В полупроводниковой промышленности керамика из карбида кремния используется для изготовления приспособлений для обработки пластин, суспензоров и плазмостойких компонентов. Чистота, термическая стабильность и плазмостойкость материала делают его идеальным для этих критически важных применений.

Трубы, теплообменники и реакционные камеры из карбида кремния обеспечивают исключительную коррозионную стойкость в средах химической обработки. Материал выдерживает воздействие агрессивных кислот, щелочей и высоких температур, при которых металлы быстро разрушаются.

Радиационная стойкость и стабильность SiC при высоких температурах делают его пригодным для применения в ядерной промышленности, включая оболочку топлива и структурные компоненты современных реакторов.

Применение передовой керамики в автомобилестроении
Применение передовой керамики в промышленном оборудовании
Применение передовой керамики в общем производстве
Применение усовершенствованной керамики в химической промышленности, производстве пластмасс и резины
Передовые керамические компоненты для аэрокосмической промышленности
Применение передовой керамики в полупроводниковой и электронной промышленности
техническая керамика, используемая в медицинских приборах
Применение передовой керамики в нефтегазовой промышленности

Доступные марки материалов из карбида кремния

Компания Great Ceramic предлагает ряд высокопроизводительных материалов из карбида кремния, оптимизированных для каждого конкретного случая применения:

Основные свойства карбида кремния

Компания Great Ceramic предлагает клиентам на выбор различные материалы из карбида кремния. Приведенные ниже значения являются типичными свойствами материала и могут варьироваться в зависимости от конфигурации изделия и производственного процесса. Для получения более подробной информации, пожалуйста, обращайтесь связаться с нами.

Свойства Единица SSiC SiSiC Si3N4
Цвет -- Темно-серый Темно-серый Серый или черный
Плотность г/см³ 3.15 3.02 3.2
Пористость % ≤0.1 ≤0.1 --
Твердость ГПа 22 22 15
Прочность на сжатие МПа 2600 2600 2500
Прочность на изгиб МПа 400 250 700
Модуль упругости ГПа 410 330 300
Максимальная температура использования 1400 1000 1100
Теплопроводность Вт/(м・К) 100~120 45(1200℃) 15~20
Коэффициент теплового расширения 1 x 10-6/°C 4 4.5 3

Химические свойства материалов из карбида кремния

Когда температура кислородной реакции достигает 1300°C, на поверхности кристалла карбида кремния образуется защитный слой диоксида кремния. По мере утолщения защитного слоя внутренний карбид кремния сопротивляется и продолжает соединяться, поэтому кристаллический карбид кремния обладает хорошей химической стойкостью. С точки зрения коррозионной стойкости, материалы SiC обладают сильной кислотостойкостью благодаря роли защитной пленки диоксида кремния, но плохой щелочестойкостью.

Примеры применения керамики на основе карбида кремния

Керамика из карбида кремния (SiC) компании Great Ceramic сочетает в себе исключительную твердость, отличную теплопроводность, превосходную износостойкость и исключительную химическую стабильность, что делает ее одним из самых передовых керамических материалов для сложных промышленных применений. Обладая высокой температурой плавления, низким тепловым расширением и способностью выдерживать экстремальные условия эксплуатации, керамика из карбида кремния идеально подходит для отраслей, где требуется прочность, эффективность и длительный срок службы.

Основные области применения карбидокремниевой керамики:

  • Механические уплотнительные кольца и подшипники
  • Аэрокосмические компоненты
  • Карбид кремния
  • Носители и подложки для полупроводниковых пластин
  • Автомобильные компоненты
  • Ядерные и энергетические приложения
  • Абразивы и режущие инструменты (карборунд)
  • Теплообменники и трубки
  • Электронные и электрические изоляторы
  • Прецизионные керамические детали на заказ
Керамические насадки из нитрида бора
Керамика из карбида кремния Механическое уплотнение Прокладочное кольцо 1
Лазерная резка подложки из нитрида алюминия
Пользовательские керамические рабочие колеса из карбида кремния

Обработка керамики из карбида кремния

Керамика из карбида кремния (SiC) известна своей чрезвычайной твердостью, высокой теплопроводностью и отличной износостойкостью, что делает ее одной из самых сложных технических керамик для обработки. Компания Great Ceramic предоставляет комплексные услуги по обработке карбида кремния, которые обеспечивают лучшую в отрасли точность, производительность и надежность.

В процессе обработки мы используем передовые технологии алмазного шлифования, прецизионной притирки и тонкой полировки для достижения допусков микронного уровня и исключительной чистоты поверхности. Эти возможности позволяют нам соответствовать строгим требованиям к точности конструкции и качеству поверхности механических уплотнений, полупроводниковых подложек, тиглей, теплообменников и аэрокосмических компонентов.

Обладая многолетним техническим опытом и современным оборудованием, компания Great Ceramic не только поставляет стандартизированные детали из карбида кремния, но и разрабатывает индивидуальные сложные компоненты с учетом конкретных промышленных потребностей, обеспечивая высокую надежность и длительный срок службы в экстремальных условиях эксплуатации.

Прецизионная обработка керамики с ЧПУ

Фрезерные, токарные и шлифовальные работы с ЧПУ с допусками на уровне микронов.

Шлифовка и полировка керамики

Полировка поверхностей для получения гладких поверхностей и поверхностей оптического качества.

Техническая керамическая лазерная резка

Лазерное сверление и резка для сложных геометрических форм.

Сборки с керамической и металлической пайкой

Металлизация (Mo/Mn, W) для пайки керамики к металлу.

Часто задаваемые вопросы

Карбид кремния (SiC) - синтетическое соединение кремния и углерода, известное своей исключительной твердостью, термостойкостью и химической стойкостью. В природе встречается редко в виде минерала муассанита, но широко используется в промышленности. На сайте определение карбида кремния включает в себя как простое соединение, так и современные керамические материалы, полученные на его основе.

Да, Карбид кремния - это керамика материал - в частности, передовая техническая керамика. В отличие от традиционной керамики на основе глины, SiC относится к классу материалов, известных как "продвинутая", "инженерная" или "техническая" керамика, которая характеризуется превосходными механическими, тепловыми и электрическими свойствами.

Карбид кремния используется для широкий спектр применения, включая абразивные материалы, огнеупоры, керамическую броню, полупроводниковую электронику, нагревательные элементы и высокотемпературные компоненты. Конкретный Применение карбида кремния К ним относятся механические уплотнения, режущие инструменты, компоненты печей, силовая электроника и износостойкие детали промышленного оборудования.

Карбид кремния изготавливается с помощью нескольких процессов. Традиционный метод Ачесона предполагает нагрев кварцевого песка и углерода в электрической печи до температуры свыше 2200°C. Для получения материалов более высокой чистоты используется химическое осаждение из паровой фазы (CVD). Для создания твердых керамика из карбида кремнияПорошки формируются в формы и спекаются при высоких температурах (2000-2200°C) для достижения плотности.

Сайт электрические свойства карбида кремния может варьироваться в широких пределах. Чистый SiC - электрический полупроводник с полосой пропускания примерно в три раза шире, чем у кремния. Однако, проводимость карбида кремния могут быть изменены путем легирования определенными элементами. Некоторые виды могут проводить электричество, другие являются изоляторами. На сайте проводимость карбида кремния Это делает его ценным для электронных устройств, работающих при высоких температурах, высоких частотах или высоких уровнях мощности.

Карбид кремния Очень твердый, 9,2-9,5 балла по шкале Мооса - чуть ниже алмаза (10) и карбида бора (9,5+). Его твердость составляет примерно 2500-2800 кгс/мм² (по Виккерсу), что делает его одним из самых твердых материалов, доступных в продаже. Такая высокая твердость способствует его превосходной износостойкости и стойкости к истиранию.

Карбид кремния обладает высокой механической прочностью, прочность на изгиб обычно составляет 300-600 МПа. Он сохраняет эту прочность при повышенных температурах - при 1400°C он сохраняет примерно 85% от прочности при комнатной температуре. На сайте прочность карбида кремнияВ сочетании с относительно низкой плотностью он обладает превосходным соотношением прочности и веса по сравнению с металлами и другими керамическими материалами.

Эксперт по передовому производству керамики

Почему стоит выбрать нас для производства керамики из карбида кремния?

На сайте Отличная керамикаМы не просто поставщик керамики из карбида кремния - мы являемся партнером в области точного машиностроения. Наши сильные стороны включают:

  • Экспертиза материалов - глубокое знание свойств SiC обеспечивает оптимальные решения.
  • Advanced Manufacturing - прецизионная шлифовка и полировка с точностью до микрона.
  • Персонализация - от стандартных деталей до сложных компонентов.
  • Гарантия качества - строгое тестирование на надежность и производительность.
  • Глобальный охват - Доверяют промышленные предприятия по всему миру.

Ищете высокопроизводительную керамику из карбида кремния, обеспечивающую прочность, точность и надежность?