دلایل استفاده از کاربید سیلیکون سبز (GC) در کامپوزیتهای SiC/Al
کاربید سیلیکون سبز دارای خلوص بالا، محتوای ناخالصی کم، رسانایی حرارتی عالی و پایداری ساختاری، همراه با واکنشهای بین سطحی کنترلشده است. این ماده امکان تولید کامپوزیتهای SiC/Al با رسانایی حرارتی بالا، انبساط حرارتی کم و استحکام مکانیکی برتر را فراهم میکند.
۱. میزان خلوص و ناخالصی: حاکم بر پایداری سطح مشترک
کاربید سیلیکون سبز: محتوای SiC ≥ 98.5%-99.2% (تا 99.9% برای گریدهای مرغوب)؛ کل ناخالصیهای آهن و آلومینیوم ≤ 0.17%، ناخالصیهای فلزی < 5 ppm، تقریباً بدون سیلیکون یا کربن آزاد.
تأثیر کلیدی: آلومینیوم مذاب در دماهای بالا تمایل به واکنش با کاربید سیلیکون و تشکیل کاربید آلومینیوم (Al₄C₃) دارد، یک فاز شکننده که در معرض آب به پودر تبدیل میشود. کاربید سیلیکون سبز با ناخالصیهای کمتر و محتوای اکسیژن کمتر، واکنشهای بین سطحی را مهار میکند، محصولات جانبی شکننده را به حداقل میرساند و پیوند بین سطحی پایدار را تضمین میکند.
۲. رسانایی حرارتی و انبساط حرارتی: سازگاری با ماتریس آلومینیومی
کاربید سیلیکون سبز: رسانایی حرارتی از 120 تا 350 وات بر (m·K) متغیر است؛ ضریب انبساط حرارتی (CTE) 4.5 تا 5.5 ppm/℃ است که به خوبی با آلومینیوم (23 ppm/℃) مطابقت دارد.
تأثیر کلیدی: کامپوزیتهای SiC/Al به طور گسترده در اتلاف حرارت الکترونیکی، سازههای هوافضا و اجزای ترمز خودرو، که در آنها رسانایی حرارتی بالا و انبساط حرارتی کم ضروری است، کاربرد دارند. استفاده از کاربید سیلیکون سبز میتواند CTE کامپوزیتهای نهایی را در محدوده 6 تا 12 ppm/℃ کنترل کند و به رسانایی حرارتی 200 تا 250 W/(m·K) دست یابد که پایداری ابعادی و عملکرد اتلاف حرارت فوقالعادهای را ارائه میدهد.
۳. سختی، استحکام و مقاومت در برابر سایش: عملکرد تقویت هسته
کاربید سیلیکون سبز دارای سختی Mohs 9.5، با ساختارهای کریستالی کامل و حداقل نقص داخلی است. این ماده حتی در دماهای تا 1000 درجه سانتیگراد نیز استحکام مکانیکی بالایی را حفظ میکند.
تأثیر کلیدی: به عنوان یک فاز تقویتکننده، کاربید سیلیکون سبز سختی، مقاومت در برابر سایش، استحکام کششی و استحکام خمشی ماتریس آلومینیوم را تا حد زیادی بهبود میبخشد. هنگامی که با کسر حجمی 20٪ تا 30٪ اضافه میشود، مقاومت در برابر سایش را 3 تا 5 برابر و استحکام مکانیکی را 50 تا 100 درصد افزایش میدهد.
۴. پایداری شیمیایی و فرآیندپذیری: سازگاری با تولید کامپوزیت
کاربید سیلیکون سبز دارای بیاثری شیمیایی بالا، مقاومت خوب در برابر اسید و قلیا و مقاومت عالی در برابر اکسیداسیون است. این ماده به سختی با آلومینیوم، منیزیم و سایر فلزات در دماهای زیر 1400 درجه سانتیگراد واکنش میدهد. شکل دانهبندی منظم و سطح تمیز آن، ترشوندگی خوب با آلومینیوم مذاب را تضمین میکند و امکان تولید پایدار را از طریق نفوذ همزن، نفوذ فشار و متالورژی پودر فراهم میکند و نرخ بازده کلی را افزایش میدهد.
5. مقایسه بین کاربید سیلیکون سبز برای کامپوزیتهای SiC/Al
| مورد مقایسه | کاربید سیلیکون سبز (GC) | تأثیر بر کامپوزیتهای SiC/Al |
|---|---|---|
| خلوص SiC | ۹۸.۵٪–۹۹.۲٪ | خلوص بالاتر، رابط کاربری پایدارتری را تضمین میکند |
| ناخالصیها (آهن+آلومینیوم) | ≤ ۰.۱۷٪ | ناخالصیهای کمتر، تشکیل Al₄C₃ را کاهش میدهند. |
| رسانایی حرارتی | ۱۲۰–۳۵۰ وات بر (متر بر کلوین) | رسانایی حرارتی بالاتر، اتلاف حرارت بهتری را فراهم میکند |
| سی تی ای | ۴.۵–۵.۵ ppm/℃ | CTE پایینتر، پایداری ابعادی بهتری را فراهم میکند. |
| واکنش بین سطحی | ملایم و قابل کنترل | مستقیماً عمر مفید و قابلیت اطمینان عملیاتی را تعیین میکند |
| سناریوهای کاربردی | اتلاف حرارت بالا، هوافضا، الکترونیک | ایدهآل برای مواد کامپوزیت با کارایی بالا |
۶. نتیجهگیری و توصیههای کاربردی
کاربید سیلیکون سبز ماده ترجیحی برای اجزایی است که نیاز به رسانایی حرارتی بالا، انبساط حرارتی کم و قابلیت اطمینان بالا دارند، از جمله هیت سینکهای ایستگاههای پایه 5G، زیرلایههای IGBT، قطعات سازهای هوافضا و دیسکهای ترمز با کارایی بالا.
اندازه ذرات کاربید سیلیکون سبز
| اندازه دانه | D0 (میکرومتر) | D3 (میکرومتر) | D50 (میکرومتر) | D94 (میکرومتر) |
|---|---|---|---|---|
| #۲۴۰ | ۱۲۷≤ | ۱۰۳≤ | ۵۷.۰±۳.۰ | ≥40 |
| #۲۸۰ | ۱۱۲≤ | ≤۸۷ | ۴۸.۰±۳.۰ | ≥۳۳ |
| #۳۲۰ | ≤۹۸ | ≤۷۴ | ۴۰.۰±۲.۵ | ۲۷ پوند یا بیشتر |
| #۳۶۰ | ≤۸۶ | ≤۶۶ | ۳۵.۰±۲.۰ | ۲۳ پوند |
| #۴۰۰ | ≤۷۵ | ≤۵۸ | ۳۰.۰±۲.۰ | ≥20 |
| #500 | ≤۶۳ | ۵۰≤ | ۲۵.۰±۲.۰ | ۱۶≥ |
| #600 | ≤53 | ≤۴۱ | ۲۰.۰±۱.۵ | ۱۳≥ |
| #700 | ۴۵≤ | ≤۳۷ | ۱۷.۰±۱.۵ | ۱۱≥ |
| #۸۰۰ | ≤۳۸ | ۳۱≤ | ۱۴.۰±۱.۰ | ≥9.0 |
| #1000 | ۳۲≤ | ۲۷≤ | ۱۱.۵±۱.۰ | ۷.۰≥ |
| #۱۲۰۰ | ۲۷≤ | ۲۳≤ | ۹.۵±۰.۸ | ۵.۵ ≥ |
| #۱۵۰۰ | ۲۳≤ | ≤20 | ۸.۰±۰.۶ | ۴.۵ پوند |
| #۲۰۰۰ | ۱۹≤ | ۱۷≤ | ۶.۷±۰.۶ | ۴.۰≥ |
| #۲۵۰۰ | ۱۶≤ | ۱۴≤ | ۵.۵±۰.۵ | ۳.۰≥ |
| #۳۰۰۰ | ۱۳≤ | ≤11 | ۴.۰±۰.۵ | ۲.۰≥ |
| #۴۰۰۰ | ≤11 | ۸.۰≤ | ۳.۰±۰.۴ | ۱.۸≥ |
| #۶۰۰۰ | ۸.۰≤ | ≤5.0 | ۲.۰±۰.۴ | ≥0.8 |
| #۸۰۰۰ | ≤6.0 | ≤3.5 | ۱.۲±۰.۳ | ≥0.6 |
اطلاعات تماس
دلایل استفاده از کاربید سیلیکون سبز در کامپوزیتهای SiC/Al – شرکت سایندههای ژنگژو هایشو.
واتساپ/موبایل: +86 18039336686
ایمیل: cassiel@zzhaixu.cn
وب: https://whitefusedalumina.cn/
واتساپ/موبایل: +86 18039336686
ایمیل: cassiel@zzhaixu.cn
وب: https://whitefusedalumina.cn/
