Piastra in carburo di silicio: La guida definitiva per i professionisti del settore

Piastra in carburo di silicio: La guida definitiva per i professionisti del settore

Breve panoramica del carburo di silicio (SiC) come materiale

Carburo di silicio (SiC) è un materiale altamente resistente e durevole, noto per la sua durezza e l'elevata conducibilità termica.

Questa durezza rende il carburo di silicio un materiale eccellente per abrasivi, utensili da taglio e componenti che devono resistere ad alti livelli di usura.

Grazie alle sue proprietà uniche, il carburo di silicio è ampiamente utilizzato nei settori industriale, elettronico ed energetico, in particolare nell'elettronica di potenza e nei dispositivi ad alta tensione e ad alta temperatura come i LED.

Cosa sono le piastre in carburo di silicio?

Definizione di piastre in carburo di silicio

Le piastre di carburo di silicio sono una forma di carburo di silicio fabbricato in forma piatta che combina le proprietà intrinseche del SiC, come la durezza estremamente elevata, la stabilità termica, la conducibilità termica e la resistenza all'usura, alla corrosione e agli shock termici, rendendolo ideale per una varietà di applicazioni; grazie alla sua robustezza, le piastre di carburo di silicio hanno anche un valore applicativo unico in ambienti con temperature elevate, stress meccanico e sostanze corrosive.

piastra in carburo di silicio

Processo di produzione delle piastre in carburo di silicio

Preparazione della polvere

Viene preparata una polvere di carburo di silicio di elevata purezza e la miscela di polveri viene macinata per ottenere le dimensioni e l'uniformità desiderate, fondamentali per la consistenza e la qualità delle lastre.

Forma

La polvere preparata viene modellata in compresse mediante pressatura a secco, pressatura isostatica o stampaggio a scorrimento.

Sinterizzazione

Per sinterizzare il corpo verde si possono utilizzare diversi metodi di sinterizzazione, tra cui la sinterizzazione senza pressione, la pressatura a caldo e l'incollaggio reattivo.

Post-elaborazione

Dopo la sinterizzazione, può essere necessario lavorare il pannello per ottenere dimensioni o finiture superficiali precise.

Il carburo di silicio è molto duro, quindi per il taglio e la sagomatura si utilizzano spesso utensili diamantati. A seconda dell'applicazione, le lastre possono anche essere trattate superficialmente per migliorare proprietà come la resistenza alla corrosione o per applicare rivestimenti.

Controllo qualità

Durante l'intero processo di produzione vengono applicate rigorose misure di controllo della qualità.

Questo include ispezioni della densità, della porosità, della resistenza meccanica e dell'accuratezza dimensionale per garantire che il pannello soddisfi le specifiche richieste.

Tipi di piastre in carburo di silicio e loro proprietà

 Tipi

Produzione

Proprietà

RBSiC

Si tratta di un metodo unico che combina la tradizionale tecnologia dei processi ceramici con processi di reazione chimica, in grado di produrre carburo di silicio di forme e dimensioni complesse.

eccellente resistenza all'usura e alta resistenza agli shock termici, meno costoso, conveniente

SSiC:Si tratta di un'operazione che non è stata fatta.

Creato attraverso un processo di sinterizzazione senza pressione, in cui il carburo di silicio finemente polverizzato viene compattato e poi riscaldato ad alta temperatura in un'atmosfera inerte, permettendo alle particelle di legarsi senza l'applicazione di una pressione esterna.

eccellente durezza, elevata conducibilità termica e bassa espansione termica

HPSiC

Combina alta pressione e alta temperatura per densificare la polvere di carburo di silicio in uno stampo. La pressione applicata aiuta a raggiungere densità più elevate e a eliminare la porosità in modo più efficace rispetto alla sinterizzazione senza pressione.

Proprietà meccaniche superiori, elevata durezza e resistenza

ReSiC

Prodotto dalla sinterizzazione di polvere di carburo di silicio ad alte temperature fino alla ricristallizzazione. Questo processo non prevede pressione o ulteriori ausili per la sinterizzazione e consente di ottenere un prodotto con grani più grandi e interconnessi.

buona resistenza agli shock termici e stabilità alle alte temperature

SiSiC

Una variante del carburo di silicio legato per reazione, in cui il silicio aggiuntivo viene introdotto nel corpo dopo il processo iniziale di legame per reazione. Questo silicio aggiuntivo riempie i pori, aumentando ulteriormente la densità e la resistenza del materiale.

eccellente durezza, superiore resistenza all'usura ed elevata conducibilità termica.

Vantaggi della piastra in carburo di silicio

  • Resistenza alle alte temperature
  • Durezza e resistenza all'usura superiori
  • Eccellente conduttività termica e resistenza agli urti
  • Inerzia chimica in ambienti corrosivi
  • Eccezionale durezza e resistenza all'usura
  • Bassa espansione termica
  • Leggero
  • Biocompatibilità

Applicazioni della piastra in carburo di silicio

Grazie ai suoi vantaggi, le piastre di carburo di silicio sono ampiamente utilizzate nei componenti di macchinari industriali, nelle armature protettive e nei substrati per semiconduttori nei settori automobilistico, aerospaziale ed energetico. Le piastre di carburo di silicio sono considerate una risorsa preziosa in quanto contribuiscono al progresso della tecnologia e dell'efficienza industriale.

Piastra di armatura in carburo di silicio:

Rispetto ai materiali tradizionali, le piastre in carburo di silicio hanno un'elevata durezza e leggerezza e possono essere utilizzate in armature per il corpo, armature per veicoli e armature per aerei.

Dispositivi a semiconduttore

Nell'industria elettronica, soprattutto nelle applicazioni ad alta potenza e ad alta frequenza, le piastre di SiC sono utilizzate come substrati per i dispositivi semiconduttori. La capacità del SiC di operare a temperature e tensioni elevate aumenta significativamente l'efficienza e le prestazioni di dispositivi come diodi, transistor e moduli di potenza.

Ruolo negli scambiatori di calore e nei forni industriali

Grazie alla sua conducibilità termica e alla resistenza agli shock termici, la piastra di SiC è ideale per l'uso in scambiatori di calore e forni, soprattutto in ambienti difficili. Le piastre SiC sono in grado di trasferire efficacemente il calore e di resistere a forti fluttuazioni di temperatura, aumentando così l'affidabilità e l'efficienza del sistema.

lastra di carburo di silicio nei componenti automobilistici e aerospaziali

Importanza nei componenti automobilistici e aerospaziali

Le piastre in carburo di silicio sono spesso utilizzate nell'industria automobilistica, come i dischi dei freni e i dischi della frizione. La sua durata e resistenza al calore migliora le prestazioni e la longevità di questi componenti.

Nelle applicazioni aerospaziali, le piastre di SiC sono utilizzate principalmente per i componenti che richiedono un'elevata conducibilità termica, resistenza all'ossidazione e resistenza alle alte temperature. Ne sono un esempio i componenti delle turbine e i sistemi di protezione termica.

Confronto tra piastre in carburo di silicio e ceramica di allumina

Proprietà

Carburo di silicio (SiC)

Ceramica di allumina

Durezza

Molto alto (Mohs 9-9,5)

Alto (Mohs 9)

Conduttività termica

Alto (~490 W/mK)

Moderato (~30 W/mK)

Resistenza agli shock termici

Eccellente

Buono

Resistenza meccanica

Molto alto

Alto

Stabilità chimica

Eccellente

Molto buono

Resistenza all'usura

Eccellente

Molto buono

Costo

Più alto

Più basso

Selezione della piastra in carburo di silicio appropriata

Questa guida approfondita sulla selezione della migliore piastra in carburo di silicio vi aiuterà a prendere in considerazione diversi fattori importanti al momento della scelta.

  • Riconoscere le esigenze della propria applicazione: Date priorità alle vostre esigenze prima di prendere in considerazione il metodo di produzione, la selezione del materiale, la strategia di controllo della qualità e altri fattori che potrebbero avere un impatto sulla qualità della lastra di carburo di silicio.
  • Selezionare gli standard e le specifiche appropriate: Diversi standard sono adatti a diversi usi. Assicuratevi che le norme e le specifiche scelte soddisfino le vostre esigenze.
  • Valutare il fornitore e i prodotti: Scegliete un produttore affidabile e fate una ricerca sul suo curriculum, sulle sue offerte e sui suoi prodotti.

Conclusione

Grazie alla loro adattabilità, le piastre in carburo di silicio possono essere utilizzate per soddisfare le esigenze di un'ampia gamma di applicazioni ad alte prestazioni.

Questa versatilità consente di offrire soluzioni che migliorano notevolmente le prestazioni, la durata e l'efficienza.

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