طلب
سيراميك كربيد السيليكونتؤدي مواد كربيد السيليكون أدوارًا حيوية في عمليات الأفران الصناعية في قطاعات متعددة. ومن أبرز استخداماتها فوهات الاحتراق المصنوعة من كربيد السيليكون، والتي تُستخدم على نطاق واسع في أنظمة الاحتراق عالية الحرارة لمعالجة المعادن، وصناعة الزجاج، وحرق السيراميك، نظرًا لثباتها الهيكلي في البيئات الحرارية القاسية. كما تُستخدم بكرات كربيد السيليكون بشكل أساسي كعناصر داعمة وناقلة في الأفران المستمرة، لا سيما في تلبيد السيراميك المتقدم، والمكونات الإلكترونية، والزجاج عالي الدقة. بالإضافة إلى ذلك، تُستخدم سيراميكات كربيد السيليكون كمكونات هيكلية مثل العوارض والسكك الحديدية وعناصر التثبيت في أفران الحرق، حيث تتعرض لفترات طويلة لظروف جوية قاسية وإجهاد ميكانيكي. ويُبرز دمجها في وحدات التبادل الحراري لأنظمة استعادة الحرارة المهدرة تنوع استخداماتها في إدارة الحرارة المتعلقة بالأفران. وتؤكد هذه التطبيقات على قدرة كربيد السيليكون على التكيف مع متطلبات التشغيل المتنوعة في تقنيات التسخين الصناعية.
تشمل التطبيقات الرئيسية للأفران الصناعية ما يلي:
1.فوهات احتراق من كربيد السيليكون
4.أنبوب إشعاعي من كربيد السيليكون
المزايا التقنية
1. استقرار حراري استثنائي
- نقطة الانصهار: 2730 درجة مئوية (يتحمل بيئات ذات درجات حرارة عالية للغاية)
- مقاومة للأكسدة تصل إلى 1600 درجة مئوية في الهواء (تمنع التدهور في الأجواء المؤكسدة)
2. موصلية حرارية فائقة
- موصلية حرارية تبلغ 150 واط/(م·ك) عند درجة حرارة الغرفة (تتيح نقل الحرارة السريع وتوزيع درجة الحرارة بشكل موحد)
- يقلل من استهلاك الطاقة بنسبة 20-30% مقارنة بالمواد الحرارية التقليدية.
3. مقاومة لا مثيل لها للصدمات الحرارية
- يتحمل تقلبات درجات الحرارة السريعة التي تتجاوز 500 درجة مئوية/ثانية (مثالي لعمليات التسخين/التبريد الدورية).
- يحافظ على السلامة الهيكلية في ظل دورات التغير الحراري (يمنع التشقق والتشوه).
4. قوة ميكانيكية عالية في درجات الحرارة المرتفعة
- يحتفظ بنسبة 90٪ من قوة درجة حرارة الغرفة عند 1400 درجة مئوية (وهو أمر بالغ الأهمية لمكونات الأفران الحاملة للأحمال).
- صلابة موس 9.5 (مقاومة للتآكل الناتج عن المواد الكاشطة في بيئات الأفران).
| ملكية | كربيد السيليكون (SiC) | الألومينا (Al₂O₃) | المعادن المقاومة للحرارة (مثل سبائك النيكل) | المواد الحرارية التقليدية (مثل الطوب الحراري) |
| أقصى درجة حرارة | تصل درجة الحرارة إلى 1600 درجة مئوية فأكثر | 1500 درجة مئوية | 1200 درجة مئوية (تصبح لينة عند درجة حرارة أعلى) | 1400–1600 درجة مئوية (تختلف) |
| الموصلية الحرارية | عالية (120-200 واط/م·ك) | منخفض (~30 واط/م·ك) | معتدل (~15–50 واط/م·ك) | منخفض جداً (<2 واط/م·ك) |
| مقاومة الصدمات الحرارية | ممتاز | ضعيف إلى متوسط | معتدل (تساعد الليونة) | ضعيف (يحدث تشققات تحت تأثير تغيرات درجة الحرارة السريعة) |
| القوة الميكانيكية | يحافظ على قوته في درجات الحرارة العالية | يتحلل عند درجة حرارة أعلى من 1200 درجة مئوية | يضعف عند درجات الحرارة العالية | منخفض (هش، مسامي) |
| مقاومة التآكل | يقاوم الأحماض والقلويات والمعادن المنصهرة/الخبث | متوسط (يتأثر بالأحماض/القواعد القوية) | عرضة للأكسدة/الكبرتة عند درجات الحرارة العالية | يتدهور في الأجواء المسببة للتآكل |
| عمر | طويل (مقاوم للتآكل/الأكسدة) | متوسط (يحدث تشققات تحت تأثير التغيرات الحرارية) | قصير (يتأكسد/يزحف) | قصير (التقشر، التعرية) |
| كفاءة الطاقة | عالي (نقل حرارة سريع) | منخفض (ضعف التوصيل الحراري) | معتدل (موصل ولكنه يتأكسد) | منخفض جداً (عازل) |
دراسة حالة صناعية
حققت إحدى الشركات الرائدة في مجال معالجة المعادن تحسينات تشغيلية كبيرة بعد دمج سيراميك كربيد السيليكون (SiC) في أنظمة أفرانها ذات درجات الحرارة العالية. وذلك باستبدال مكونات الألومينا التقليدية بـفوهات موقد من كربيد السيليكونوأفادت المؤسسة بما يلي:
✅ انخفاض تكاليف الصيانة السنوية بنسبة 40% نتيجة لانخفاض تدهور المكونات في بيئات تزيد درجة حرارتها عن 1500 درجة مئوية.
✅ زيادة بنسبة 20% في وقت تشغيل الإنتاج، مدفوعة بمقاومة كربيد السيليكون للصدمات الحرارية والتآكل الناتج عن الخبث المنصهر.
✅ التوافق مع معايير إدارة الطاقة ISO 50001، والاستفادة من الموصلية الحرارية العالية لكربيد السيليكون لتحسين كفاءة استهلاك الوقود بنسبة 15-20%.
تاريخ النشر: 21 مارس 2025