Vilka är skillnaderna mellan isotropisk grafit och silikoniserad grafit?

1. Materialegenskaper och strukturella skillnader

✔ Isotropisk grafit:

●  Isotropiskt beteende: Enhetliga fysiska egenskaper (t.ex. termisk/elektrisk konduktivitet, mekanisk styrka) i alla tre dimensioner (x, y, z), utan riktningsberoende.

●  Hög renhet och termisk stabilitet: Tillverkad via avancerade processer som isostatisk pressning, erbjuder ultra-låg föroreningsnivåer (askinnehåll i PPM-skala) och förbättrad styrka vid höga temperaturer (upp till 2000 ° C+).

●  Precisionsbearbetbarhet: Lätt tillverkade i komplexa geometrier, idealiska för halvledarskivlig bearbetningskomponenter (t.ex. värmare, isolatorer).

Fysiska egenskaper hos isostatisk grafit
Egendom	Enhet	Typiskt värde
Bulktäthet	g/cm³	1.83
Hårdhet	HSD	58
Elektrisk resistivitet	μω.m	10
Böjhållfasthet	MPA	47
Tryckstyrka	MPA	103
Dragstyrka	MPA	31
Youngs modul	Gpa	11.8
Termisk expansion (CTE)	10-6K-1	4.6
Termisk konduktivitet	W · m-1· K-1	130
Genomsnittlig kornstorlek	μm	8-10
Porositet	%	10
Askinnehåll	ppm	≤5 (efter renad)

✔ Kiselgrafit:

● Silikoninfusion: Infuserat med kisel för att bilda ett kiselkarbid (SIC) sammansatt skikt, vilket förbättrar oxidationsmotståndet avsevärt och korrosionens hållbarhet i extrema miljöer.

● Potentiell anisotropi: Kan behålla några riktningsegenskaper från basgrafiten, beroende på kiseliseringsprocessen.

● Justerad konduktivitet: Minskad elektrisk konduktivitet jämfört medren grafitmen förbättrad hållbarhet under svåra förhållanden.

Huvudparametrar för kiselgrafit
Egendom	Typiskt värde
Densitet	2,4-2,9 g/cm³
Porositet	<0,5%
Tryckstyrka	> 400 MPA
Böjhållfasthet	> 120 MPA
Termisk konduktivitet	120 W/MK
Termisk expansionskoefficient	4,5 × 10-6
Elastisk modul	120 GPA
Påverkningsstyrka	1,9 kJ/m²
Vattensmörjfriktion	0.005
Torrfriktionskoefficient	0.05
Kemisk stabilitet	Olika salter, organiska lösningsmedel, starka syror (HF, HCl, H₂SO4, Hno₃)
Långvarig stabil användningstemperatur	800 ℃ (Oxidation Atmosphere) 2300 ℃ (inert eller vakuumatmosfär)
Elektrisk resistivitet	120*10-6Ωm

2. Applikationsscenarier

●  Halvledarstillverkning: CLOCKSS OCH VÄRMELEMENTER I ENKELA KRESTAL SILICON TILLVÄRGA UNGAS, UTVECKLING AV DIR Renhet och enhetlig termisk distribution.

●  Solenergi: Termiska isoleringskomponenter i fotovoltaisk cellproduktion (t.ex. vakuumugnsdelar).

●  Kärnkraft: Moderatorer eller strukturella material i reaktorer på grund av strålningsmotstånd och termisk stabilitet.

●  Precisionsverktyg: Formar för pulvermetallurgi, gynnas av hög dimensionell noggrannhet.

●  Oxidationsmiljöer med hög temperatur: Aerospace-motorkomponenter, industriella ugnsfoder och andra syre-rika, högvärmda applikationer.

●  Frätande media: Elektroder eller tätningar i kemiska reaktorer exponerade för syror/alkalier.

●  Batteriteknik: Experimentell användning i litiumjonbatterianoder för att förbättra litiumjon-intercalation (fortfarande FoU-fokuserade).

●  Halvledarutrustning: Elektroder i plasma -etsningsverktyg, kombinerar konduktivitet med korrosionsbeständighet.

3. Prestationsfördelar och begränsningar

✔ Isotropisk grafit

Styrkor:

●  Uniformprestanda: Eliminerar riktningsfelrisker (t.ex. termiska stresssprickor).

●  Ultra-hög renhet: Förhindrar föroreningar i känsliga processer som halvledartillverkning.

●  Termisk chockmotstånd: Stabil under snabb temperaturcykling (t.ex. CVD -reaktorer).

Begränsningar: 

● Högre produktionskostnader och stränga bearbetningskrav.

✔ Silikoniserad grafit

Styrkor:

●  Oxidationsmotstånd: SiC-skikt blockerar syrediffusion och förlänger livslängden i oxidativa miljöer med hög värme.

●  Förbättrad hållbarhet: Förbättrad ythårdhet och slitmotstånd.

●  Kemisk inerthet: Överlägsen resistens mot frätande media kontra standardgrafit.

Begränsningar: 

●  Minskad elektrisk konduktivitet och högre tillverkningskomplexitet.

4. Sammanfattning

✔ Isotropisk grafit: 

Dominerar applikationer som kräver enhetlighet och renhet (halvledare, kärnkraftsteknik).

✔ Kiselgrafit: 

Utmärker sig under extrema förhållanden (flyg-, kemisk bearbetning) på grund av kiselförbättrad hållbarhet.