בַּקָשָׁה
קרמיקה של סיליקון קרבידמשרתים תפקידים קריטיים בפעילות כבשן תעשייתי במגזרים מרובים. יישום ראשוני הוא חרירי סיליקון קרביד, המשמשים באופן נרחב במערכות בעירה בטמפרטורה גבוהה לעיבוד מתכתי, ייצור זכוכית וירי קרמיקה בגלל היציבות המבנית שלהם בסביבות תרמיות קיצוניות. שימוש מרכזי נוסף הוא גלילי סיליקון קרביד, המשמשים כתמיכה והעברת רכיבים בכבנים רציפים, במיוחד בסינון של קרמיקה מתקדמת, רכיבים אלקטרוניים וזכוכית מדויקת. בנוסף, קרמיקה של SIC משמשים כמרכיבים מבניים כמו קורות, מסילות ומתיישבים בתנורי כבשן, שם הם סובלים חשיפה ממושכת לאטמוספרות אגרסיביות ולחץ מכני. שילובם ביחידות מחליפי חום למערכות שחזור חום פסולת מדגיש עוד יותר את הרבגוניות שלהן בניהול תרמי הקשור לכבשן. יישומים אלה מדגישים את יכולת ההסתגלות של סיליקון קרביד לדרישות תפעוליות מגוונות בטכנולוגיות חימום תעשייתיות.
יישומי כבשן תעשייתיים מרכזיים כוללים:
יתרונות טכניים
1. יציבות תרמית יוצאת דופן
-נקודת התכה: 2,730 מעלות צלזיוס (מקיים סביבות בטמפרטורה גבוהה במיוחד)
- עמידות בפני חמצון עד 1,600 מעלות צלזיוס באוויר (מונעת השפלה באטמוספרות חמצוניות)
2. מוליכות תרמית מעולה
- 150 W/(M · K) מוליכות תרמית בטמפרטורת החדר (מאפשרת העברת חום מהירה וחלוקת טמפרטורה אחידה)
- מפחית את צריכת האנרגיה ב- 20-30% בהשוואה לחומרים עקשן מסורתיים.
3. התנגדות הלם תרמי ללא תחרות
- עומד בתנודות טמפרטורה מהירות העולות על 500 מעלות צלזיוס/שניה (אידיאלי לתהליכי חימום/קירור מחזוריים).
- שומר על שלמות מבנית תחת אופניים תרמיים (מונע פיצוח ועיוות).
4. חוזק מכני גבוה בטמפרטורות גבוהות
-שומר על 90% מחוזק הטמפרטורה בחדר בטמפרטורה של 1,400 מעלות צלזיוס (קריטי לרכיבי כבשן הנושאים עומס).
- קשיות MOHS של 9.5 (מתנגדת ללבוש מחומרים שוחקים בסביבות כבשן).
| נֶכֶס | סיליקון קרביד (SIC) | אלומינה (al₂o₃) | מתכות עקשן (למשל, סגסוגות מבוססות Ni) | עקרונות מסורתיים (למשל, Firebrick) |
| מקס. טֶמפֶּרָטוּרָה | עד 1600 מעלות צלזיוס+ | 1500 מעלות צלזיוס | 1200 מעלות צלזיוס (מתרכך מעל) | 1400–1600 מעלות צלזיוס (משתנה) |
| מוליכות תרמית | גבוה (120–200 w/m · k) | נמוך (~ 30 w/m · k) | בינוני (~ 15–50 w/m · k) | נמוך מאוד (<2 w/m · k) |
| התנגדות הלם תרמי | מְעוּלֶה | עני עד בינוני | בינוני (משיכות עוזרת) | גרוע (סדקים תחת מהיר ΔT) |
| חוזק מכני | שומר על כוח בטמפרטורות גבוהות | משפיל מעל 1200 מעלות צלזיוס | נחלש בטמפרטורות גבוהות | נמוך (שביר, נקבובי) |
| עמידות בפני קורוזיה | מתנגד לחומצות, אלקאליס, מתכות/סיגים מותכים | בינוני (מותקף על ידי חומצות/בסיסים חזקים) | מועדים לחמצון/גופרית בטמפרטפים גבוהים | משפיל באטמוספרות מאכלות |
| תוחלת חיים | ארוך (בלאי/עמיד בחמצון) | בינוני (סדקים תחת אופניים תרמיים) | קצר (מחמצן/זוחל) | קצר (סלידה, שחיקה) |
| יעילות אנרגטית | גבוה (העברת חום מהיר) | נמוך (מוליכות תרמית לקויה) | בינוני (מוליך אך מתחמצן) | נמוך מאוד (מבודד) |
מקרה בתעשייה
מפעל עיבוד מתכתי מוביל השיג שיפורים תפעוליים משמעותיים לאחר שילוב קרמיקה של סיליקון קרביד (SIC) במערכות הכבשן בטמפרטורה הגבוהה. על ידי החלפת רכיבי אלומינה קונבנציונליים בחרירי סיליקון קרביד חריריםהארגון דיווח:
✅ עלויות תחזוקה שנתיות נמוכות של 40% כתוצאה מהפחתת השפלה של הרכיבים בסביבות 1500 מעלות צלזיוס+.
✅ עלייה של 20% בתפקידי הייצור, מונע על ידי ההתנגדות של SIC להלם תרמי וקורוזיה מסיגים מותכים.
✅ יישור עם תקני ניהול אנרגיה ISO 50001, ומנף את המוליכות התרמית הגבוהה של SIC כדי לייעל את יעילות הדלק ב- 15-20%.
זמן ההודעה: MAR-21-2025