Was sind die Unterschiede zwischen isotropen Graphit und silikonisiertem Graphit?

1. Materialeigenschaften und strukturelle Unterschiede

✔ Isotrope Graphit:

●  Isotropes Verhalten: Gleichmäßige physikalische Eigenschaften (z. B. thermische/elektrische Leitfähigkeit, mechanische Stärke) in allen drei Abmessungen (x, y, z) ohne richtungsabhängige Abhängigkeit.

●  Hohe Reinheit und thermische Stabilität: Hergestellt durch fortschrittliche Prozesse wie isostatisches Pressen, das Anbieten von Ultra-Low-Verunreinigungsniveaus (Aschegehalt bei PPM-Skala) und erhöhte Festigkeit bei hohen Temperaturen (bis zu 2000 ° C+).

●  Präzisionsbearbeitbarkeit: Leicht zu komplexen Geometrien hergestellt, ideal für Halbleiter -Wafer -Verarbeitungskomponenten (z. B. Heizungen, Isolatoren).

Physikalische Eigenschaften von isostatischen Graphiten
Eigentum	Einheit	Typischer Wert
Schüttdichte	g/cm³	1.83
Härte	HSD	58
Elektrischer Widerstand	μω.M	10
Biegerstärke	MPA	47
Druckfestigkeit	MPA	103
Zugfestigkeit	MPA	31
Der Modul von Young	GPA	11.8
Wärmeausdehnung (CTE)	10-6K-1	4.6
Wärmeleitfähigkeit	W · m-1· K-1	130
Durchschnittliche Korngröße	μm	8-10
Porosität	%	10
Ascheninhalt	ppm	≤ 5 (nach gereinigt)

✔ Silikonisierte Graphit:

● Siliziuminfusion: Mit Silizium infundiert, um eine zusammengesetzte Schicht aus Siliziumcarbid (sic) zu bilden, wodurch die Oxidationsresistenz und die Korrosionsdauer in extremen Umgebungen signifikant verbessert werden.

● Potentielle Anisotropie: Kann je nach Silikonisierungsprozess einige Richtungseigenschaften vom Basisgrafit behalten.

● Angepasste Leitfähigkeit: Verringerte elektrische Leitfähigkeit im Vergleich zureiner GraphitAber verbesserte Haltbarkeit unter harten Bedingungen.

Hauptparameter von silikonisiertem Graphit
Eigentum	Typischer Wert
Dichte	2,4-2,9 g/cm³
Porosität	<0,5%
Druckfestigkeit	> 400 MPA
Biegerstärke	> 120 MPA
Wärmeleitfähigkeit	120 w/mk
Wärmeleitkoeffizient	4,5 × 10-6
Elastizitätsmodul	120 GPA
Schlagkraft	1,9 kj/m²
Wasser geschmierte Reibung	0.005
Trockener Reibungskoeffizient	0.05
Chemische Stabilität	Verschiedene Salze, organische Lösungsmittel, Starke Säuren (HF, HCl, H₂SO4, Hno₃)
Langfristige stabile Nutzungstemperatur	800 ℃ (Oxidationsatmosphäre) 2300 ℃ (Inert- oder Vakuumatmosphäre)
Elektrischer Widerstand	120*10-6Ωm

2. Anwendungsszenarien

●  Semiconductor Manufacturing: Tiegel und Heizelemente in Einzelkristall-Silizium-Wachstumsöfen, die seine Reinheit und einheitliche Wärmeverteilung nutzen.

●  Sonnenenergie: Thermische Isolierungskomponenten in der Photovoltaikzellproduktion (z. B. Vakuumofenteile).

●  Atomtechnologie: Moderatoren oder Strukturmaterialien in Reaktoren aufgrund von Strahlungswiderstand und thermischer Stabilität.

●  Präzisionswerkzeug: Formen für Pulvermetallurgie, die von einer hohen Genauigkeit profitieren.

●  Hochtemperaturoxidationsumgebungen: Luft- und Raumfahrtmotorenkomponenten, Industrieofenauskleidungen und andere sauerstoffreiche, hochhitzige Anwendungen.

●  Ätzende Medien: Elektroden oder Dichtungen in chemischen Reaktoren, die Säuren/Alkalien ausgesetzt sind.

●  Batterie -Technologie: Experimentelle Verwendung in Lithium-Ionen-Batterie-Anoden zur Verbesserung der Lithium-Ionen-Interkalation (noch R & D-Fokus).

●  Halbleiterausrüstung: Elektroden in Plasma -Ätzwerkzeugen, die Leitfähigkeit mit Korrosionsbeständigkeit kombinieren.

3. Leistungsvorteile und Einschränkungen

✔ Isotropen Graphit

Stärken:

●  Einheitliche Leistung: Eliminiert Richtungsversagen Risiken (z. B. Wärmelspannungsrisse).

●  Ultrahohe Reinheit: Verhindert eine Kontamination in empfindlichen Prozessen wie Halbleiterherstellung.

●  Wärmeschockwiderstand: Stabil unter schnellem Temperaturzyklus (z. B. CVD -Reaktoren).

Einschränkungen: 

● Höhere Produktionskosten und strenge Bearbeitungsanforderungen.

✔ Silikonisierte Graphit

Stärken:

●  Oxidationsresistenz: SIC-Schicht blockiert die Sauerstoffdiffusion und verlängert die Lebensdauer in oxidativen Umgebungen mit hoher Hitze.

●  Verbesserte Haltbarkeit: Verbesserte Oberflächenhärte und Verschleißfestigkeit.

●  Chemische Trägheit: Überlegene Widerstand gegen ätzende Medien im Vergleich zu Standardgrafiten.

Einschränkungen: 

●  Reduzierte elektrische Leitfähigkeit und höhere Komplexität der Herstellung.

4. Zusammenfassung

✔ Isotrope Graphit: 

Dompliziert Anwendungen, die Einheitlichkeit und Reinheit erfordern (Halbleiter, Kerntechnologie).

✔ Silikonisierte Graphit: 

Excels unter extremen Bedingungen (Luft- und Raumfahrt, chemische Verarbeitung) aufgrund von Siliziumverstärkungsdauer.