بوتههای کاربید سیلیکون (SiC) مزایای متعددی نسبت به مواد بوته سنتی مانند گرافیت، گرافیت رسی یا کوارتز، به ویژه در محیطهای با دمای بالا و واکنشپذیر، ارائه میدهند. در اینجا مزایای کلیدی استفاده از بوتههای کاربید سیلیکون آمده است :
۱. رسانایی حرارتی بالا
SiC رسانایی حرارتی عالی (≈120 W/m·K) دارد که گرمایش سریع و یکنواخت را تضمین میکند.
در مقایسه با موادی مانند آلومینا یا کوارتز، تنش حرارتی و ترک خوردگی را کاهش میدهد.
۲. مقاومت در برابر شوک حرارتی استثنایی
SiC میتواند تغییرات سریع دما را بدون ترک خوردن تحمل کند، و این امر آن را برای فرآیندهایی که شامل گرم شدن یا سرد شدن ناگهانی هستند، ایدهآل میکند.
۳. پایداری در دمای بالا
در دماهای تا 1600 درجه سانتیگراد (در اتمسفرهای خنثی/احیاکننده) و تا 1400 درجه سانتیگراد در شرایط اکسیدکننده به طور مؤثر عمل میکند.
از گرافیت (که در دمای بالاتر از ۶۰۰ درجه سانتیگراد اکسید میشود) و آلومینا (که در دماهای بالا نرم میشود) بهتر عمل میکند.
۴. مقاومت شیمیایی برتر
در برابر خوردگی ناشی از فلزات مذاب (آلومینیوم، مس، روی)، نمکها و سربارهها مقاومت میکند.
در معرض فلزات واکنشپذیر مانند آلومینیوم یا سیلیکون، از گرافیت بادوامتر است.
۵. استحکام و دوام مکانیکی
سختی بالا (~9.5 موس) و مقاومت فشاری، سایش و تغییر شکل را کاهش میدهد.
طول عمر بیشتر نسبت به بوتههای رسی-گرافیتی یا کوارتزی.
۶. مقاومت در برابر اکسیداسیون
یک لایه محافظ SiO₂ در هوا تشکیل میدهد و از تخریب سریع جلوگیری میکند (برخلاف گرافیت که فرسایش مییابد).
۷. سطح غیر ترشونده
چسبندگی فلزات مذاب را به حداقل میرساند و امکان ریختن و تمیز کردن آسانتر را فراهم میکند.
۸. بهرهوری انرژی
انتقال حرارت سریعتر، مصرف انرژی را در کاربردهای ذوب کاهش میدهد.
آنالیز شیمیایی معمول | خواص فیزیکی معمول | ||
سی سی | ≥۹۸٪ | سختی: | موهس: ۹.۱۵ |
سی او۲ | ≤1٪ | نقطه ذوب: | تصعید در دمای ۲۲۵۰ درجه سانتیگراد |
آب2O3 | ≤0.5٪ | حداکثر دمای سرویس: | ۱۹۰۰℃ |
Fe2O3 | ≤0.3٪ | وزن مخصوص: | ۳.۲-۳.۴۵ گرم بر سانتیمتر مکعب |
اف سی | ≤0.3٪ | چگالی فله (LPD): | ۱.۲-۱.۶ گرم بر سانتیمتر مکعب |
محتوای مغناطیسی | ≤0.02٪ | رنگ: | سیاه |
|
| شکل ذرات: | شش ضلعی |
کاربردهای بوتههای SiC:
ذوب و ریختهگری فلزات (آلومینیوم، مس، روی، فلزات گرانبها)
پردازش نیمههادی (رشد بلور Si، GaAs)
تولید شیشه و سرامیک
واکنشهای شیمیایی با دمای بالا
بوتههای SiC برای کاربردهای دما بالا و با کارایی بالا که در آنها دوام، مقاومت در برابر شوک حرارتی و پایداری شیمیایی بسیار مهم است، ایدهآل هستند. آنها در محیطهای سخت از مواد بوتهای سنتی بهتر عمل میکنند، اما هزینه اولیه بالاتری دارند.
