1. Galvenais secinājums
Silīcija karbīda (SiC) stieņu tilpuma blīvums ir galvenais fiziskais rādītājs, kas nosaka augstu -temperatūras pretestību, oksidācijas pretestību un kalpošanas laiku, un tas ir arī galvenais kritērijs, lai atšķirtu parastos produktus no augstas-kvalitatīvās rūpnieciskās-siC klases SiC stieņiem. Tādos pašos darba apstākļos, temperatūras un jaudas sadalījumā lielāks blīvums nozīmē mazāku porainību, blīvāku struktūru, spēcīgāku izturību pret oksidāciju augstā temperatūrā-, dūmgāzu koroziju un termisko triecienu, kā rezultātā ir ilgāks kalpošanas laiks. Turpretim zema-blīvuma stieņiem ir vaļīgas un porainas struktūras, un tie ir pakļauti ātrai novecošanai un sabojāšanai.
Nozares testu dati liecina, ka parasto SiC stieņu blīvums ir aptuveni2,4–2,6 g/cm³ar standarta nepārtrauktu kalpošanas laiku 1500–1800 stundas. Augsta-blīvuma rafinēta SiC stieņu blīvums ir lielāks vai vienāds ar3,0 g/cm³un ārkārtīgi zema porainība. Identiskos apstākļos to kalpošanas laiks palielinās par30%–50%, ar stabilu darba mūžu vairāk nekā 2200 stundu garumā, pilnībā piemērots augstas-temperatūras un nepārtrauktai rūpnieciskai ražošanai.
2. Darbības princips: kā blīvums ietekmē kalpošanas laiku
SiC stieņu novecošana un bojājums galvenokārt notiek, kad skābeklis un skābes{0}}bāzes dūmgāzes augstā temperatūrā iekļūst stieņa iekšpusē, nepārtraukti oksidējot silīcija karbīda materiālu, izraisot strauju pretestības pieaugumu, siltuma pavājināšanos, pulverizāciju un lūzumu. Blīvums būtiski bloķē šo novecošanās procesu:
Zema-blīvuma vaļīgi stieņi: Nepietiekama saķepināšanas temperatūra un vienkārši procesi noved pie daudzām iekšējām mikroporām. Augstā temperatūrā skābeklis un korozīvā krāsns gāze ātri iekļūst iekšpusē, izraisot nepārtrauktu oksidēšanos un eroziju no iekšpuses uz āru. Tas izraisa strauju pretestības novirzi, lokālu izdegšanu, nepietiekamu uzsilšanu un stieņa lūzumu, kas ievērojami saīsina kalpošanas laiku.
Augsta{0}}blīvuma blīvi stieņi: saķepināti, izmantojot 2200 grādu augstas temperatūras silikonizācijas pārkristalizācijas tehnoloģiju, tiem ir kompakta kristāla struktūra un īpaši zema porainība. Blīvā struktūra efektīvi bloķē skābekļa, sēra-sārmu tvaiku un stikla dūmgāzu invāziju, ievērojami aizkavējot oksidēšanos un novecošanos augstā temperatūrā, ierobežojot pretestības pieaugumu un uzlabojot mehānisko izturību un termisko triecienizturību, lai izvairītos no lūzumiem strauju temperatūras izmaiņu laikā.
3. Atšķirība starp tilpuma blīvumu un virsmas slodzes blīvumu
Tilpuma blīvums attiecas uz paša stieņa materiāla kompaktumu, kas nosaka maksimālo teorētisko kalpošanas laiku; virsmas slodzes blīvums attiecas uz jaudas slodzi uz virsmas laukuma vienību, kas nosaka darba apstākļu pielāgojamību. Augsta-blīvuma SiC stieņi ar izcilu materiāla veiktspēju var izturēt lielāku virsmas slodzi un izvairīties no paātrinātas novecošanas, ko izraisa pārmērīga temperatūras pārslodze, ar augstāku darba toleranci nekā zema blīvuma izstrādājumiem.
4. Atlases rokasgrāmata
Standarta-blīvuma SiC stieņi ir piemērojami zemas-temperatūras un periodiskiem laboratorijas scenārijiem. Skarbiem rūpnieciskiem apstākļiem, piemēram,temperatūra virs 1350 grādiem, nepārtraukta ražošana, kodīga krāsns gāze un bieži palaišanas{1}}apturēšanas cikli, augsta{0}}blīvuma SiC stieņi ir optimāla izvēle. Tie efektīvi samazina nomaiņas biežumu un izslēgšanas zudumus, samazinot ilgtermiņa -darbības un uzturēšanas izmaksas.
