Kokie yra skirtumai tarp izotropinio grafito ir silikonizuoto grafito?

1. Medžiagos savybės ir struktūriniai skirtumai

✔ Izotropinis grafitas:

●  Izotropinis elgesys: Vienodos fizinės savybės (pvz., Šiluminis/elektrinis laidumas, mechaninis stiprumas) visuose trijuose matmenimis (x, y, z), neturint nuo kryptinės priklausomybės.

●  Didelis grynumas ir šiluminis stabilumas: Pagaminta naudojant pažangias procesus, tokius kaip izostatinis presavimas, siūlantis ypač žemą priemaišų kiekį (pelenų kiekis PPM skalėje) ir padidėjęs stipris esant aukštai temperatūrai (iki 2000 ° C+).

●  Tikslus apdirbamumas: Lengvai pagaminta į sudėtingas geometrijas, idealiai tinkančias puslaidininkių plokštelių apdorojimo komponentams (pvz., Šildytuvams, izoliatoriams).

Fizinės izostatinio grafito savybės
Nuosavybė	Vienetas	Tipinė vertė
Birių tankis	g/cm³	1.83
Kietumas	HSD	58
Elektros varža	μω.m	10
Lenkimo jėga	MPA	47
Gniuždymo stiprumas	MPA	103
Tempimo stiprumas	MPA	31
Youngo modulis	GPA	11.8
Šilumos išsiplėtimas (CTE)	10-6K-1	4.6
Šilumos laidumas	W · m-1· K-1	130
Vidutinis grūdų dydis	μm	8-10
Poringumas	%	10
Pelenų turinys	ppm	≤5 (išgryninus)

✔ Silikonizuotas grafitas:

● Silicio infuzija: Silicio užpilas, kad susidarytų silicio karbido (SIC) kompozicinis sluoksnis, žymiai pagerinantis atsparumą oksidacijai ir korozijos patvarumui ekstremalioje aplinkoje.

● Potenciali anizotropija:, Atsižvelgiant į silikonizacijos procesą, gali išlaikyti kai kurias kryptines savybes iš bazinio grafito.

● Koreguotas laidumas: Sumažėjęs elektrinis laidumas, palyginti sugrynas grafitastačiau sustiprintas patvarumas atšiauriomis sąlygomis.

Pagrindiniai silikonizuoto grafito parametrai
Nuosavybė	Tipinė vertė
Tankis	2,4–2,9 g/cm³
Poringumas	<0,5%
Gniuždymo stiprumas	> 400 MPA
Lenkimo jėga	> 120 MPA
Šilumos laidumas	120 su mk
Šiluminio išsiplėtimo koeficientas	4,5 × 10-6
Elastinis modulis	120 GPA
Poveikio stiprumas	1,9 kj/m²
Vandens sutepta trintis	0.005
Sausos trinties koeficientas	0.05
Cheminis stabilumas	Įvairios druskos, organiniai tirpikliai, Stiprios rūgštys (HF, HCl, H₂SO4, Hno₃)
Ilgalaikė stabili naudojimo temperatūra	800 ℃ (oksidacijos atmosfera) 2300 ℃ (inertinė ar vakuuminė atmosfera)
Elektros varža	120*10-6Ωm

2. Taikymo scenarijai

●  Puslaidininkių gamyba: TIKRINIAI IR ŠIRIMO ELEMENTAI vieno kristalo silicio augimo krosnyse, pasinaudodami jo grynumu ir vienodu šiluminiu pasiskirstymu.

●  Saulės energija: Šilumos izoliacijos komponentai fotoelektrinių ląstelių gamyboje (pvz., Vakuuminės krosnies dalys).

●  Branduolinė technologija: Moderatoriai arba struktūrinės medžiagos reaktoriuose dėl atsparumo radiacijai ir šiluminio stabilumo.

●  Tikslus įrankis: Miltelių metalurgijos formos, naudingos didelio matmens tikslumui.

●  Aukštos temperatūros oksidacijos aplinka: „Aerospace“ variklio komponentai, pramoninės krosnių pamušalai ir kiti deguonies turtingi, daug šildomos.

●  Korozinė žiniasklaida: Elektrodai ar sandarikliai cheminiuose reaktoriuose, veikiami rūgščių/alkalis.

●  Baterijų technologija: Ličio jonų akumuliatorių anodų eksperimentinis naudojimas siekiant pagerinti ličio jonų interkalaciją (vis dar orientuota į R&D).

●  Puslaidininkių įranga: Elektrodai plazmos ėsdinimo įrankiuose, derinant laidumą su atsparumu korozijai.

3. Veiklos pranašumai ir apribojimai

✔ izotropinis grafitas

Stiprybės:

●  Vienodas spektaklis: Pašalina kryptinio gedimo riziką (pvz., Šiluminio įtempių įtrūkimus).

●  Ypač aukštas grynumas: Apsaugo nuo užteršimo jautriuose procesuose, tokiuose kaip puslaidininkių gamyba.

●  Šiluminio smūgio atsparumas: Stabilus greito temperatūros ciklas (pvz., CVD reaktoriai).

Apribojimai: 

● Didesnės gamybos išlaidos ir griežti apdirbimo reikalavimai.

✔ Silikonizuotas grafitas

Stiprybės:

●  Atsparumas oksidacijai: SiC sluoksnis blokuoja deguonies difuziją, prailgindama gyvenimo trukmę daugybėje oksidacinėje aplinkoje.

●  Sustiprintas patvarumas: Patobulintas paviršiaus kietumas ir atsparumas susidėvėjimui.

●  Cheminis inertiškumas: Puikus atsparumas korozinei terpei ir standartiniam grafitui.

Apribojimai: 

●  Sumažėjęs elektros laidumas ir didesnis gamybos sudėtingumas.

4. Santrauka

✔ Izotropinis grafitas: 

Dominuoja programas, reikalaujančias vienodumo ir grynumo (puslaidininkiai, branduolinės technologijos).

✔ Silikonizuotas grafitas: 

Dėl ekstremalių sąlygų (aviacijos ir kosmoso, cheminio perdirbimo) išsiskiria dėl silicio patobulinto patvarumo.