Какви са разликите между изотропния графит и силиконизиран графит?

1. Свойства на материала и структурни разлики

✔ Изотропен графит:

●  Изотропно поведение: Еднообразни физически свойства (например топлинна/електрическа проводимост, механична якост) и в трите измерения (x, y, z), без насочена зависимост.

●  Висока чистота и термична стабилност: Произведени чрез напреднали процеси като изостатично натискане, предлагайки ултра ниски нива на примеси (съдържание на пепел в PPM мащаб) и повишена якост при високи температури (до 2000 ° C+).

●  Прецизна обхвата: Лесно изработен в сложни геометрии, идеални за компоненти за обработка на полупроводници (например нагреватели, изолатори).

Физически свойства на изостатичния графит
Собственост	Единица	Типична стойност
Насипна плътност	g/cm³	1.83
Твърдост	HSD	58
Електрическо съпротивление	μω.m	10
Сила на гъвкавост	MPA	47
Якост на натиск	MPA	103
Якост на опън	MPA	31
Модулът на Young	GPA	11.8
Термично разширение (CTE)	10-6K-1	4.6
Топлинна проводимост	W · m-1· K-1	130
Среден размер на зърното	μm	8-10
Порьозност	%	10
Съдържание на пепел	ppm	≤5 (след пречистено)

✔ Силиконизиран графит:

● Силиконова инфузия: Инфузиран със силиций за образуване на композитен слой от силициев карбид (SIC), като значително подобрява устойчивостта на окисляване и издръжливостта на корозия в екстремни среди.

● Потенциална анизотропия: Може да запази някои насочени свойства от основния графит, в зависимост от процеса на силиконизация.

● Регулирана проводимост: Намалена електрическа проводимост в сравнение сЧист графитно повишена издръжливост при тежки условия.

Основни параметри на силиконизиран графит
Собственост	Типична стойност
Плътност	2.4-2.9 g/cm³
Порьозност	<0,5%
Якост на натиск	> 400 MPA
Сила на гъвкавост	> 120 MPA
Топлинна проводимост	120 w/mk
Коефициент на термично разширение	4.5 × 10-6
Еластичен модул	120 GPA
Силата на удара	1.9kj/m²
Водно смазано триене	0.005
Коефициент на сухо триене	0.05
Химическа стабилност	Различни соли, органични разтворители, силни киселини (HF, HCl, H₂so4, Hno₃)
Дългосрочна стабилна температура на употреба	800 ℃ (атмосфера на окисляване) 2300 ℃ (инертна или вакуумна атмосфера)
Електрическо съпротивление	120*10-6Ωm

2. Сценарии на кандидатстване

●  Полупроводниково производство: Тичащи и отоплителни елементи в еднокристални пещи за растеж на силиций, използвайки неговата чистота и равномерно термично разпределение.

●  Слънчева енергия: Компоненти на топлинната изолация при производството на фотоволтаични клетки (например, вакуумни части за пещ).

●  Ядрена технология: Модератори или структурни материали в реакторите поради радиационно устойчивост и термична стабилност.

●  Прецизно инструменти: Форми за прахова металургия, като се възползва от точността на високата размера.

●  Окислителни среди с висока температура: Компоненти на аерокосмическите двигатели, индустриални пещ и други богати на кислород приложения с висока топка.

●  Корозивни медии: Електроди или уплътнения в химически реактори, изложени на киселини/алкали.

●  Технология на батерията: Експериментална употреба в анодите на литиево-йонната батерия за подобряване на литиево-йонната интеркалация (все още фокусирана върху R&D).

●  Полупроводниково оборудване: Електроди в плазмени инструменти за офорт, комбиниращи проводимост с устойчивост на корозия.

3. Предимства и ограничения на ефективността

✔ Изотропен графит

Силни страни:

●  Еднообразно изпълнение: Елиминира рисковете за насочен отказ (например, топлинни напрежения пукнатини).

●  Ултра-висока чистота: Предотвратява замърсяването в чувствителни процеси като производство на полупроводници.

●  Устойчивост на термичен удар: Стабилен при бързото температурно колоездене (например CVD реактори).

Ограничения: 

● По -високи производствени разходи и строги изисквания за обработка.

✔ Силиконизиран графит

Силни страни:

●  Окислително устойчивост: SIC слой блокира дифузията на кислорода, удължавайки живота си в окислителна среда с висока топка.

●  Подобрена издръжливост: Подобрена повърхностна твърдост и устойчивост на износване.

●  Химическа инертност: Превъзходна устойчивост на корозивна среда срещу стандартен графит.

Ограничения: 

●  Намалена електрическа проводимост и по -висока сложност на производството.

4. Обобщение

✔ Изотропен графит: 

Доминира приложения, изискващи еднаквост и чистота (полупроводници, ядрени технологии).

✔ Силиконизиран графит: 

Превъзхожда при екстремни условия (аерокосмическото пространство, химическата обработка) поради подобряване на силиций.