Wat zijn de verschillen tussen isotrope grafiet en siliconiseerd grafiet?

1. Materiaaleigenschappen en structurele verschillen

✔ Isotrope grafiet:

●  Isotropisch gedrag: Uniforme fysische eigenschappen (bijv. Thermische/elektrische geleidbaarheid, mechanische sterkte) in alle drie de dimensies (x, y, z), zonder directionele afhankelijkheid.

●  Hoge zuiverheid en thermische stabiliteit: Gefabriceerd via geavanceerde processen zoals isostatisch persing, met ultra-lage onzuiverheidsniveaus (asgehalte op PPM-schaal) en verbeterde sterkte bij hoge temperaturen (tot 2000 ° C+).

●  Precisiemachinaliteit: Gemakkelijk gefabriceerd in complexe geometrieën, ideaal voor semiconductor -wafer verwerkingscomponenten (bijv. Verwarmers, isolatoren).

Fysieke eigenschappen van isostatisch grafiet
Eigendom	Eenheid	Typische waarde
Bulkdichtheid	g/cm³	1.83
Hardheid	HSD	58
Elektrische weerstand	μω.m	10
Buigsterkte	MPA	47
Compressieve sterkte	MPA	103
Treksterkte	MPA	31
Young's Modulus	GPA	11.8
Thermische expansie (CTE)	10-6K-1	4.6
Thermische geleidbaarheid	W · m-1· K-1	130
Gemiddelde korrelgrootte	μm	8-10
Porositeit	%	10
Asinhoud	ppm	≤5 (na gezuiverde)

✔ Siliconiseerd grafiet:

● Siliciuminfusie: Doordrenkt met silicium om een ​​composietlaag van siliciumcarbide (SIC) te vormen, die de oxidatieresistentie en de duurzaamheid van de corrosie in extreme omgevingen aanzienlijk verbeteren.

● Potentiële anisotropie: Kan enkele directionele eigenschappen behouden van het basisgrafiet, afhankelijk van het siliconisatieproces.

● Aangepaste geleidbaarheid: Verminderde elektrische geleidbaarheid in vergelijking metpuur grafietmaar verbeterde duurzaamheid in barre omstandigheden.

Hoofdparameters van siliconiseerd grafiet
Eigendom	Typische waarde
Dikte	2.4-2.9 g/cm³
Porositeit	<0,5%
Compressieve sterkte	> 400 MPA
Buigsterkte	> 120 MPA
Thermische geleidbaarheid	120 w/mk
Thermische expansiecoëfficiënt	4.5 × 10-6
Elastische modulus	120 GPA
Impactsterkte	1,9 kJ/m²
Water gesmeerd wrijving	0.005
Droge wrijvingscoëfficiënt	0.05
Chemische stabiliteit	Verschillende zouten, organische oplosmiddelen, Sterke zuren (HF, HCl, H₂so4, Hno₃)
Langdurige stabiele gebruikstemperatuur	800 ℃ (oxidatieatmosfeer) 2300 ℃ (inerte of vacuümatmosfeer)
Elektrische weerstand	120*10-6Ωm

2. Toepassingsscenario's

●  Halfgeleiderproductie: Gruisjes en verwarmingselementen in siliciumgroei-ovens met één kristal, het gebruik van de zuiverheid en uniforme thermische verdeling.

●  Zonne -energie: Thermische isolatiecomponenten in fotovoltaïsche celproductie (bijv. Vacuümovenonderdelen).

●  Nucleaire technologie: Moderators of structurele materialen in reactoren als gevolg van stralingsweerstand en thermische stabiliteit.

●  Precisietooling: Mallen voor poedermetallurgie, profiteren van hoge dimensionale nauwkeurigheid.

●  Oxidatieomgevingen op hoge temperatuur: Aerospace Engine Componenten, industriële ovens en andere zuurstofrijke, hoogwarmtoepassingen.

●  Corrosieve media: Elektroden of afdichtingen in chemische reactoren blootgesteld aan zuren/alkalisten.

●  Batterijtechnologie: Experimenteel gebruik in anodes van lithium-ionbatterij om de intercalatie van lithium-ionen te verbeteren (nog steeds op R&D gericht).

●  Halfgeleiderapparatuur: Elektroden in plasma -etsentools, het combineren van geleidbaarheid met corrosieweerstand.

3. Prestatievoordelen en beperkingen

✔ isotropisch grafiet

Sterke punten:

●  Uniforme prestaties: Elimineert directionele faalrisico's (bijv. Thermische spanningsscheuren).

●  Ultrahoge zuiverheid: Voorkomt verontreiniging in gevoelige processen zoals fabricage van halfgeleiders.

●  Thermische schokweerstand: Stabiel onder snelle temperatuurcycli (bijv. CVD -reactoren).

Beperkingen: 

● Hogere productiekosten en strenge bewerkingsvereisten.

✔ Siliconiseerd grafiet

Sterke punten:

●  Oxidatieweerstand: SIC-laag blokkeert zuurstofdiffusie, waardoor de levensduur wordt verlengd in oxidatieve omgevingen met hoge verwarming.

●  Verbeterde duurzaamheid: Verbeterde oppervlaktehardheid en slijtvastheid.

●  Chemische inertie: Superieure weerstand tegen corrosieve media versus standaard grafiet.

Beperkingen: 

●  Verminderde elektrische geleidbaarheid en hogere productiecomplexiteit.

4. Samenvatting

✔ Isotrope grafiet: 

Domineert toepassingen die uniformiteit en zuiverheid vereisen (halfgeleiders, nucleaire technologie).

✔ Siliconiseerd grafiet: 

Excels in extreme omstandigheden (ruimtevaart, chemische verwerking) als gevolg van siliciumversterkte duurzaamheid.