Crisol de carburo de silicio
Crisol de carburo de silicio
Pureza: ≥99%
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Silicon Carbide Crucible Data Sheet
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Código de referencia: |
HM2575 |
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Pureza: |
≥99% |
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Color: |
Negro o gris oscuro |
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Fórmula química: |
SiC |
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Grados de material: |
SiC aglomerado por reacción, SiC sinterizado sin presión, SiC prensado en caliente, etc. |
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Forma: |
Cylinder, Conical Cylinder, Rectangular, T-shape, or Customized according to specific drawings |
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Densidad: |
>3,2 g/cm³ |
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Temperatura máxima de funcionamiento: |
1600°C |
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Conductividad térmica: |
120-200 W/m-K |
Silicon Carbide Crucible Description
Carburo de silicio (SiC) existe principalmente en dos estructuras cristalinas: la β-SiC cúbica y la α-SiC hexagonal. En comparación con otros cerámica como alúmina (Al2O3) y carburo de boro (B4C), El SiC presenta unas propiedades mecánicas superiores, una mayor resistencia a la oxidación, una mayor resistencia al desgaste y un coeficiente de fricción más bajo. Crisol de carburo de silicio is made from high-purity silicon carbide (SiC), featuring high thermal conductivity (120-200 W/m·K) and low thermal expansion. It ensures rapid and uniform heating while minimizing crack risks. Centro de cerámica avanzada can supply high-precision silicon carbide crucibles with customized solutions for diverse industry and research applications.
Silicon Carbide Crucible Specifications
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A ± 5mm |
B ± 5mm |
C ± 10mm |
H ± 10mm |
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170 |
130 |
115 |
220 |
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170 |
130 |
115 |
260 |
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205 |
162 |
130 |
265 |
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240 |
200 |
170 |
335 |
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270 |
210 |
180 |
335 |
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290 |
230 |
225 |
340 |
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295 |
240 |
225 |
400 |
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305 |
248 |
150 |
345 |
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310 |
255 |
170 |
345 |
Silicon Carbide Crucible Features
- Alta conductividad térmica: Silicon carbide crucibles are made from heat-conductive materials. Their compact structure and low apparent porosity allow for fast heat transfer.
- Durabilidad: The same material can extend the lifespan of conventional graphite crucibles up to two times.
- High Density: Thanks to advanced isostatic pressing technology, the material is uniform, flawless, and dense.
- Alta resistencia: Silicon carbide crucibles feature excellent material selection, high pressing temperatures, good thermal strength, scientifically designed shapes, and strong load-bearing capacity.
- Resistencia a la corrosión: The complex composition of the crucible material allows it to withstand both physical and chemical corrosion from molten materials.
- Low Residue: The inner walls of the crucible have minimal material adhesion, eliminating thermal resistance, which significantly reduces the risk of crucible cracking.
Silicon Carbide Crucible Applications
- Fundición de metales: Silicon carbide crucibles are commonly used for melting precious metals, aluminum, copper, steel, and other metals. Their high-temperature resistance allows them to operate stably in extreme environments for extended periods.
- Fabricación de vidrio y cerámica: In glass and ceramic production, silicon carbide crucibles are used to melt raw materials for glass or ceramics, helping to improve production efficiency and material quality.
- Chemical Experiments: Silicon carbide crucibles are often used in chemical laboratories for high-temperature reactions, suitable for handling highly corrosive substances.
- Fabricación de semiconductores: In the semiconductor industry, silicon carbide crucibles are used for crystal growth and material processing, providing stable melting conditions, especially in high-temperature environments.
- Casting Industry: Silicon carbide crucibles are also widely applied in the casting industry to melt alloys and maintain a stable molten state.
Propiedades del material de carburo de silicio
Grados del material de carburo de silicio
El carburo de silicio aglomerado por reacción (RBSiC) se fabrica mezclando SiC, carbono y aglutinante y, a continuación, se infiltra con silicio a alta temperatura. El método de fase de vapor reduce el silicio libre a menos de 10%, lo que mejora el rendimiento. El resultado es un compuesto de silicio y carburo de silicio (SiSiC), no SiC puro.
Polvo de SiC + polvo de C + aglutinante mezclados → conformado → secado → atmósfera protectora para desgasificación → infiltración de silicio a alta temperatura → postprocesado.
Ventajas del SiC aglomerado por reacción:
- Baja temperatura de sinterización
- Bajo coste de producción
- Alta densificación del material
- La estructura de carbono y carburo de silicio puede premecanizarse en cualquier forma
- La contracción durante la sinterización es inferior a 3%, lo que facilita el control dimensional.
- Reducción significativa de la necesidad de acabado, ideal para componentes grandes y complejos
Desventajas del SiC aglomerado por reacción:
- Silicio libre residual en el cuerpo sinterizado tras la transformación
- Resistencia reducida en comparación con los productos de otros procesos
- Menor resistencia al desgaste
- El silicio libre no es resistente a la corrosión por sustancias alcalinas y ácidos fuertes (por ejemplo, ácido fluorhídrico).
- Uso limitado debido a la susceptibilidad a la corrosión
- La resistencia a altas temperaturas se ve afectada por el silicio libre
- La temperatura de uso típica se limita a menos de 1350-1400°C
El carburo de silicio sinterizado sin presión se refiere a la sinterización por densificación de muestras con formas y tamaños variables a 2000-2150°C sin aplicar presión externa y utilizando una atmósfera de gas inerte, mediante la incorporación de aditivos de sinterización adecuados. El proceso de sinterización puede clasificarse en sinterización en fase sólida (SSiC) y sinterización en fase líquida (LSiC).
Propiedades del SiC sinterizado en fase sólida (SSiC):
- Alta temperatura de sinterización: Requiere una temperatura de sinterización elevada (>2000°C).
- Requisito de gran pureza: Las materias primas deben ser de gran pureza.
- Baja resistencia a la fractura: El cuerpo sinterizado tiene menor tenacidad a la fractura y tiende a sufrir fractura transgranular.
- Límites del grano limpio: Esencialmente no hay fase líquida, y los límites de grano son relativamente “limpios”.”
- Resistencia estable a altas temperaturas: La resistencia a altas temperaturas se mantiene estable hasta 1600°C sin cambios significativos.
- Crecimiento del grano: A altas temperaturas, el crecimiento del grano es fácil, lo que provoca una escasa uniformidad del grano.
- Alta sensibilidad a las grietas: El material es muy sensible a la resistencia a la fisuración.
Propiedades del SiC sinterizado en fase líquida (LSiC):
- Menor temperatura de sinterización: En comparación con la sinterización en estado sólido, la temperatura de sinterización es inferior.
- Grano más pequeño: La granulometría es menor, con mejor uniformidad de granos.
- Mayor resistencia a la fractura: Debido a la introducción de una fase líquida en los límites de grano, el modo de fractura se desplaza hacia la fractura intergranular, mejorando significativamente la tenacidad a la fractura.
- Influencia aditiva: Utiliza óxidos eutécticos multicomponentes (por ejemplo, Y2O3-Al2O3) como aditivos de sinterización, favoreciendo la densificación.
- Reducción de la sensibilidad a las grietas: La sinterización en fase líquida reduce la sensibilidad del material a la resistencia a la fisuración.
- Unión de interfaz debilitada: La introducción de la fase líquida debilita la fuerza de unión en los límites de grano.
El carburo de boro sinterizado sin presión combina la alta pureza y las excelentes propiedades mecánicas del carburo de boro para su uso tanto en blindaje balístico como en fabricación de semiconductores.
Ventajas del SiC prensado en caliente:
- Permite la sinterización a temperaturas más bajas y tiempos más cortos, lo que da lugar a granos finos, alta densidad relativa y buenas propiedades mecánicas.
- El calentamiento y el prensado simultáneos facilitan la difusión por contacto de las partículas y la transferencia de masa.
- Adecuado para producir cerámicas de carburo de silicio con buenas prestaciones mecánicas.
Desventajas del SiC prensado en caliente:
- El equipo y el proceso son complejos.
- Altas exigencias al material del molde.
- Limitada a la producción de piezas de formas simples.
- Baja eficiencia de producción.
- Costes de producción elevados.
El carburo de silicio recristalizado (RSiC) es una cerámica de carburo de silicio puro fabricada mediante evaporación-condensación a alta temperatura, con una estructura porosa y de alta resistencia, que ofrece una excelente resistencia al calor, a la corrosión y al choque térmico, utilizada en mobiliario de hornos, boquillas y componentes químicos.
Propiedades y aplicaciones del SiC recristalizado:
- El proceso de sinterización, basado en la evaporación-condensación, no provoca contracción, lo que evita deformaciones o grietas.
- El RSiC puede moldearse mediante métodos como la fundición, la extrusión y el prensado, y su cocción sin contracción permite obtener dimensiones precisas.
- Después de la cocción, el RSiC recristalizado contiene 10%-20% de porosidad residual, principalmente influenciada por la porosidad del cuerpo verde, proporcionando una base para el control de la porosidad.
- El mecanismo de sinterización crea poros interconectados, lo que hace que el RSiC sea adecuado para aplicaciones de filtración de gases de escape y aire.
- El RSiC tiene límites de grano limpios, libres de impurezas de vidrio y metal, lo que garantiza una alta pureza y conserva las propiedades superiores del SiC para aplicaciones exigentes de alto rendimiento.
El carburo de silicio prensado isostáticamente en caliente (HIPSiC) es una cerámica de alto rendimiento producida mediante prensado isostático en caliente. Se somete a altas temperaturas (alrededor de 2000 ℃) y a un gas uniforme de alta presión (normalmente argón), polvo de carburo de silicio se densifica en una estructura casi sin poros.
Ventajas del SiC prensado isostático en caliente:
- Microestructura uniforme y granulometría fina
- Baja temperatura y tiempo de sinterización
- Alta densidad
- Alta pureza y control de los componentes
Desventajas del SiC prensado isostático en caliente:
- Tecnología de envasado difícil
- Inversión inicial y costes operativos elevados
- Limitado para formas grandes o complejas
El carburo de silicio sinterizado por plasma de chispa es una cerámica de alto rendimiento producida mediante la tecnología de sinterización por plasma de chispa. Este proceso emplea corriente pulsada y presión para densificar rápidamente el polvo de carburo de silicio a temperaturas relativamente bajas (alrededor de 1800-2000 ℃) en poco tiempo.
Sinterización por plasma de chispa Propiedades del SiC:
- Mayor velocidad de calentamiento
- Menor temperatura de sinterización
- Menor tiempo de sinterización
- Granos finos y uniformes
- Alta densidad
- Aplicable a piezas pequeñas y de precisión
Mecanizado de cerámica de carburo de silicio
El carburo de silicio (SiC) es un material cerámico muy duradero con una dureza extrema (9,5 Mohs), estabilidad térmica (hasta 1650 ℃) y resistencia al desgaste, la corrosión y las altas temperaturas. Sin embargo, el mecanizado del carburo de silicio presenta dificultades debido a su extrema dureza y fragilidad. Se necesitan técnicas y herramientas especializadas para conseguir cortes y formas precisos. Los métodos de mecanizado más comunes son:
- Rectificado con diamante: Las herramientas de diamante se utilizan para conseguir superficies lisas y formas precisas.
- Corte por láser: Adecuado para cortar materiales SiC finos. El corte por láser ofrece alta precisión y un desperdicio mínimo de material.
- Mecanizado por ultrasonidos: Este método utiliza vibraciones de alta frecuencia para cortar y dar forma a materiales frágiles como el SiC sin provocar grietas.
- Mecanizado por descarga eléctrica (EDM): Un método no tradicional que utiliza chispas eléctricas para eliminar material, eficaz para cerámicas duras como el SiC.
- Rectificado con herramientas CBN: Las herramientas de nitruro de boro cúbico (CBN) pueden utilizarse para el rectificado de SiC, constituyendo una alternativa al rectificado con diamante para determinadas aplicaciones.
- Corte por chorro de agua: Utilización de un chorro de agua a alta presión, a veces con partículas abrasivas, para cortar SiC. Este método es útil para cortar formas complejas.
Envases cerámicos de carburo de silicio
Los productos cerámicos de carburo de silicio suelen envasarse en bolsas selladas al vacío para evitar la humedad o la contaminación y se envuelven con espuma para amortiguar las vibraciones y los impactos durante el transporte, lo que garantiza la calidad de los productos en su estado original.
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