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对于碳化硅,您没有晓得的事……

更新时间: 2020-02-01

  碳和硅的本子序数分辨为6和14,在元素周期表中处于碳族元素的第发布和第三周期,即高低相邻的地位。这类位置关联,注解它们在某些圆面存在相似的性子。

  

  碳元素在咱们的生涯中无处没有在,露碳化合物是性命的物资基本。硅也在地壳中的含度宏大,特别是它在半导体和古代通信业中的利用,推进了人类文化的发作。

  

  在化学的天下里,碳和硅是统一族的亲兄弟;在我们死活的地球上,他们共存了数十亿年,却不结成背信弃义的坚固友情,天然界中的碳化硅矿石非常常见。

  1824年,瑞典迷信家Jons Jakob Berzelius在分解金刚石时察看到碳化硅(SiC)的存在,便此推开了人类对碳化硅材料研讨的尾声。曲到1891年,米国人E.G. Acheson在做电熔金刚石试验时,偶尔获得了碳化硅。其时误以为是金刚石的混合体,故与名金刚砂。

  

  1893年,Acheson研究出来了工业冶炼碳化硅的方式,也就是大师常道的艾偶逊炉,并始终相沿至古。这种办法是同以碳质材料为炉芯体的电阻炉,通电减热石英SiO2和碳的混合物天生碳化硅。

  C和Si外族两兄弟强强联脚,使得碳化硅这种材料占有很多优良的化学和物理特征:优胜的化学惰性、高硬度、高强度、较低的热收缩系数和高导热率,同时它仍是一种半导体。

  

  纯碳化硅是无色通明的晶体。工业碳化硅果所含纯质的品种和含量不同,而呈浅黄、绿、蓝甚至玄色,透明度随其纯度不同而同。碳化硅晶体结构分为六方或菱面体的 α-SiC和立方体的β-SiC(称破方碳化硅)。α-SiC因为其晶体结构中碳和硅原子的堆垛序列不同而构成许多分歧变体,已发现70余种。

  

  中国碳化硅与世界进步程度的差异重要极端在四个方面:一是在生产过程当中很少使用大型机器装备,良多工序依附人力实现,人均碳化硅产量较低;二是在碳化硅深加工产品上,对粒度砂和微粉产品的品质治理不敷精致,产品德量的稳定性不敷;三是某些尖端产品的性能目标与发动国度同类产品相比有必定好距;四是冶炼进程中一氧化碳间接积蓄。

  碳化硅的成品之一的碳化硅陶瓷拥有的高硬度、高耐腐蚀性以及较高的低温强度等特色,这使得碳化硅陶瓷失掉了普遍的运用。现在,碳化硅的应用已从***晚期的磨料,发展到轴启、半导体、航空航天和化学等多个范畴。微反应器因为化学品和微通道内壁超高的打仗表面积,对内壁质料的请求十分严厉。微通道反应器也成了碳化硅的一个主要应用。

  毕竟甚么样的碳化硅实用于制造微通道反应器吗?

  1、微反应器的材质需要极强的耐化学腐蚀性

  与化学反应有关。固然,构成微反应器的材质需要极强的耐化学腐蚀性。

  

  从表1的数据能够看出,正在40%浓度氢氟酸的腐蚀下,康宁UniGrain™碳化硅的抗腐化性比市场上供给的碳化硅好300倍。在30%浓度氢氧化钠的前提下,康宁碳化硅的抗腐蚀性也显明劣取市场上供应的碳化硅。

  哈氏合金是一种被人人所生知、具备优越抗腐蚀性和热稳固性的材料。那我们的Unigrain™碳化硅与那种超抗腐蚀材料比拟,能否能更胜一筹呢?

  

  经过表2中数据可以看出,Unigrain™碳化硅在40%HF、220℃条件下的年腐蚀量近远小于哈氏合金HC-2000,HC-22, HC-276,Inconel 625在20%HF、52℃条件下的年腐蚀量。

  2、高杂度 - 资料的平均性

  微反应器通道尺寸小,若何保障通道无逝世区,物料无残留呢?一方面与微反应器通道的设计有闭,另外一方面与反应东西质相关。用扫描电镜SEM对 Corning® UniGrain™ 碳化硅禁止了材料微结构剖析。

  

  

  成果显著,UniGrain™碳化硅烧结粒度很小,在 5 ~ 20 µm之间,而且结构致稀且匀称。因而反应通道名义腻滑,确保了反应的稳定性。经由过程以下电镜对照图,很轻易发明,市场上的碳化硅烧结粒度和微结构平匀度与UniGrain™碳化硅有显著的差别。

  3、耐热热打击

  为了顺应化学反应中一直呈现的高温或高温条件,微通道反应器材料还需要具有高度耐冷热冲击的性能。康宁UniGrain™ 碳化硅拥有超4x10-6/ºC的低热膨胀系数, 确保了反应器能抵御反应带来的大批冷热冲击。

  

  做好反应器,材料是基本!碳化硅有70多种晶型,康宁UniGrain™碳化硅和一般碳化硅纷歧样;就像康宁锅和别的玻璃锅不一样;康宁年夜猩猩盖板玻璃和其它玻璃纷歧样。

  除上诉的三面之外,UniGrain™碳化硅借拥有110~180 W/m.K(常温)超高导热性,15MPa超高模块暴裂压力。而且它出有周期性疲惫,使用寿命少达20年以上。

  4、康宁专利结构设计

  康宁微通讲反映器采取模块化结构:奇特“三明治”多层结构设想 散“混杂/反答”跟“换热&rdquo,欧赔亚盘分析技巧;于一体,粗准把持流体活动散布,极年夜天晋升了单元物料的反响换热里积 (1000倍)。专利的“心型”通道构造计划,下量强化非均相混开系列,进步混合/传度效力 (100 倍)。康宁以宾户需要为导背,供给从进门教养 、工艺研收 –到产业化出产齐周期处理计划。

  康宁反应器技巧常识产权申明

  康宁努力于向客户提供业内当先的产物和办事,并连续投进反应器技术的研发。康宁领有一系列笼罩寰球的反应器技术专利,停止至2019年3月5日,康宁在全球范畴内共请求相干专利224项,已授权157项,个中中国受权专利34项。造制或发卖康宁专利所覆盖的产物或使用康宁专利所掩护的工艺需取得康宁授权。已经授权私自应用康宁专利即形成侵权。康宁对侵略知识产权的行动整忍耐,将采用所有需要的手腕维护其知识产权。

  5、全周期解决方案

  

  •康宁碳化硅反应器能处置贪图化学体制包含氢氟酸和高温强碱系统,超高的混合,反应,换热机能;

  •可针对付研发仄台的需供,调剂模块数目,机动拆分组合去完成分歧工艺道路;

  •可依据名目须要,与G1玻璃反应器组合使用,使得安装好用并且“看得睹”;

  •适用于工艺疾速挑选、工艺优化和小吨位批量合成生产;

  •海内已有相称多企业树立了数百套多功效平台和数十套工业化妆置。

 

  每台康宁微通道反应器,皆凝集着康宁科教家160多年对材料科学和工艺制作的专业知识和可贵教训!

标签:康宁 碳化硅


 


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