ZHENGZHOU SONGYU HIGH TEMPERATURE TECHNOLOGY CO.,LTD

مزایای المنت‌های گرمایشی SiC در کاربردهای صنعتی

عناصر گرمایشی کاربید سیلیکون (SiC) به دلیل خواص حرارتی و الکتریکی برترشان، به طور فزاینده ای در کاربردهای صنعتی محبوب هستند. این عناصر عمدتاً برای گرمایش در دمای بالا در زمینه های مختلف از جمله تولید، سرامیک و فلزکاری استفاده می شوند. درک ویژگی ها و مزایای عناصر گرمایشی SiC برای متخصصانی که به دنبال بهبود راندمان و قابلیت اطمینان فرآیندهای گرمایشی خود هستند، بسیار مهم است.   یکی از مهمترین مزایای عناصر گرمایشی SiC توانایی آنها در عملکرد در دماهای بالا است، که اغلب از 1600 درجه سانتیگراد (2912 درجه فارنهایت) فراتر می رود. این قابلیت دمای بالا آنها را برای کاربردهای پر تقاضا که نیاز به گرمایش پایدار و قابل اطمینان دارند، مانند تف جوشی سرامیک یا ذوب فلزات، ایده آل می کند. بر خلاف عناصر گرمایشی سنتی، عناصر گرمایشی SiC می توانند این دماهای بالا را بدون کاهش عملکرد در طول زمان تحمل کنند، که باعث افزایش عمر مفید آنها و کاهش هزینه های نگهداری می شود.   علاوه بر این، عناصر گرمایشی SiC به دلیل هدایت حرارتی عالی خود شناخته شده اند که امکان گرمایش و سرمایش سریع را فراهم می کنند. این ویژگی نه تنها راندمان فرآیند گرمایش را بهبود می بخشد، بلکه به صرفه جویی در انرژی نیز کمک می کند. از آنجایی که عناصر SiC می توانند به سرعت به دمای عملیاتی برسند، زمان توقف را می توان به حداقل رساند و برنامه های تولید را بهینه کرد، که در محیط های تولیدی با سرعت بالا بسیار مهم است.   یکی دیگر از مزایای قابل توجه عناصر گرمایشی SiC مقاومت آنها در برابر اکسیداسیون و خوردگی است. بر خلاف مواد سنتی که می توانند در معرض محیط های خشن تخریب شوند، SiC حتی در محیط های خورنده نیز پایدار و قابل اطمینان باقی می ماند. این ویژگی آن را به انتخابی ایده آل برای صنایعی که با مواد واکنشی یا خورنده کار می کنند تبدیل می کند و اطمینان حاصل می کند که عناصر گرمایشی کیفیت فرآیند یا محصول را به خطر نمی اندازند.   علاوه بر این، عناصر گرمایشی SiC را می توان در انواع شکل ها و پیکربندی ها طراحی کرد تا نیازهای خاص را برآورده کند. چه به شکل میله، صفحه یا سفارشی، تطبیق پذیری آنها امکان ادغام در طیف گسترده ای از سیستم های گرمایشی را فراهم می کند. این قابلیت انطباق یک مزیت قابل توجه برای مهندسان و طراحانی است که برای حل چالش های گرمایشی منحصر به فرد به راه حل های سفارشی نیاز دارند.   به طور خلاصه، عناصر گرمایشی SiC مزایای مختلفی را ارائه می دهند که آنها را به انتخابی برتر برای کاربردهای گرمایش صنعتی تبدیل می کند. عملکرد آنها در دمای بالا، هدایت حرارتی عالی، مقاومت در برابر خوردگی و طراحی انعطاف پذیر، یک راه حل جامع برای بهبود راندمان و قابلیت اطمینان فرآیندهای گرمایشی ارائه می دهد. از آنجایی که صنایع در سراسر جهان به طور مداوم به دنبال راه هایی برای بهبود عملیات خود هستند، استفاده از عناصر گرمایشی کاربید سیلیکون می تواند عملکرد و مقرون به صرفه بودن را به طور قابل توجهی افزایش دهد. درک این مزایا به متخصصان اجازه می دهد تا تصمیمات آگاهانه بگیرند، قابلیت های عملیاتی را افزایش دهند و در زمینه های مربوطه خود به موفقیت دست یابند.

"قلب" کوره‌های صنعتی آشکار شد: میله‌های سیلیکون کربن در مقابل میله‌های سیلیکون مولیبدن: چگونه یک عنصر گرمایشی با دمای بالا را انتخاب کنیم؟

در صنایع مانند فلزات، سرامیک و نیمه هادی، کوره های صنعتی تجهیزات اصلی برای پردازش حرارتی مواد هستند، و عناصر گرمایشی قلب این کوره ها هستند،تعیین ظرفیت گرمایش آنهامیله های سیلیکون کاربید و میله های سیلیکون مولیبدنوم، به دلیل مقاومت و ثبات در دمای بالا، انتخاب اصلی برای کاربردهای در محدوده دمای 1200-1800 درجه سانتیگراد هستند.کاربرد آنها تفاوت قابل توجهی دارد.، و انتخاب عنصر مناسب برای عملکرد کارآمد کوره بسیار مهم است. در زیر تفاوت های کلیدی و منطق انتخاب بین این دو را توضیح می دهیم. 1مواد هسته ای و مقاومت در برابر دمای بالا: از "تحمل پایه" تا "حدود دمای بالا" تفاوت عملکرد میان میله های کربید سیلیکون و میله های سیلیکون مولیبدنوم ناشی از مواد اصلی آنها است: میله های کربید سیلیکون از کربید سیلیکون (SiC) با خلوص بالا ساخته شده اند و در 2200 درجه سانتیگراد دوباره کریستالیزه شده و سینتر شده اند. محدوده دمای عادی آنها 1200-1600 درجه سانتیگراد است.با حداکثر دمای کار کوتاه مدت 1650°Cخواص مواد آنها تضمین می کند که آنها حتی در دمای بالا مقاومت مکانیکی عالی را حفظ می کنند، هنگام استفاده در هوا نیازی به اتمسفر محافظ ندارند و مقاومت اکسیداسیون پایدار را نشان می دهند.میله های سیلیکون مولیبدن: ساخته شده از سیلیکید مولیبدن (MoSi2) ، ترکیبی از مولیبدن (Mo) و سیلیکون (Si) ، آنها در دمای بالا سینتر می شوند و طیف گسترده تری از دمای عملیاتی دارند.با درجه حرارت 1600-1800°C، با دمای کوتاه مدت بالاتر از 1850°C. با این حال باید توجه داشته باشید که میله های سیلیکون مولیبدنم مستعد "اکسیداسیون دمای پایین" هستند (تشکیل MoO3 ،که باعث شکنندگی مواد می شود) در محدوده 500-800 °Cبنابراین، در هنگام راه اندازی، دمای باید به سرعت افزایش یابد تا از این محدوده فراتر رود، یا اقدامات حفاظتی باید اجرا شود. 2منطق انتخاب هسته ای: تطبیق "نیازه های دمایی" با "سناریوی فرآیند"در تولید واقعی، نیازی به دنبال کردن کورکورانه "درجات حرارت بالاتر" نیست. در عوض، در نظر گرفتن الزامات اصلی کوره های صنعتی هنگام انتخاب یک مدل:میله های کربید سیلیکون: برای دماهای فرآیند بین 1200 تا 1500 درجه سانتیگراد (مانند سینتر کردن بدن سرامیکی، سخت کردن فلز معمولی و گرم کردن شیشه)و برای بهره وری بالا از هزینه ها و آسایش نگهداری، میله های کربید سیلیکون بهترین انتخاب هستند.کوره های تونلی در کارخانه های سرامیک خانگی و کوره های کوچک درمان گرما در کارخانه های سخت افزاری اغلب از میله های کربید سیلیکون به عنوان عناصر گرمایشی استفاده می کنند.میله های سیلیکون مولیبدن: برای دمای فرآیند بیش از 1600 درجه سانتیگراد (مانند سینتر کردن سرامیک دقیق، درمان حرارتی فلزات خاص (آلیاژ های تیتانیوم، آلیاژ های با دمای بالا)و سنتز دمای بالا از مواد نیمه هادی)، یا زمانی که سرعت گرمایش بسیار بالا و دقت کنترل دمای مورد نیاز است، میله های مولیبدن سیلیکونی مناسب تر هستند. heat treatment furnaces for high-temperature alloy components in the aerospace industry and precision high-temperature sintering furnaces in laboratories all use silicon molybdenum rods as core heating elements. 3. نکات استفاده: جزئیات کلیدی برای افزایش عمر عنصر گرمایشصرف نظر از عنصر انتخاب شده، استفاده مناسب می تواند طول عمر آن را به طور قابل توجهی افزایش دهد:اجتناب از خشک کردن: قبل از شروع کوره صنعتی،اطمینان حاصل کنید که مواد گرم یا یک فضای محافظ در اتاق کوره وجود دارد تا از قرار گرفتن عناصر در معرض دمای بالای کوره خالی جلوگیری شود.که باعث شلوغه شدن می شه.کنترل دمای پایدار: اجتناب از شروع و توقف مکرر یا افزایش و کاهش سریع دمای، به ویژه برای میله های سیلیکون مولیبدنوم،که باید به سرعت از منطقه اکسیداسیون دمای پایین 500-800°C عبور کند.بازرسی منظم: در طول تولید روزانه ، سطح عنصر را با دقت برای ترک ها و تغییر شکل بررسی کنید. اگر آسیب دیده باشد ، بلافاصله آن را جایگزین کنید تا از تأثیر بر بهره وری کلی گرمایش جلوگیری شود.به عنوان "منبع اصلی انرژی" کوره های صنعتی، میله های سیلیکون-کربن و میله های سیلیکون-مولیبتنوم، در حالی که به ظاهر جمع و جور هستند، به طور مستقیم با بهره وری تولید و کیفیت محصول مرتبط هستند.درک ویژگی ها و اصول انتخاب آنها می تواند اطمینان حاصل کند که کوره های صنعتی در طول عملیات درجه حرارت بالا به دقت کار می کنند، حفاظت از فرایندهای پردازش حرارتی صنایع مختلف.

فرآیند تولید میله کربن سیلیکون، میله مولیبدن سیلیکون

فرآیند تولید میله کربن (میله کربن سیلیکون) آماده سازی مواد اولیه: پودر کربید سیلیکون با خلوص بالا برای حذف ناخالصی ها با اسید و قلیایی شوی می شود و با باندر رزین فنولیک و مقدار کمی از افزودنی ها برای ساخت یک پلاستیک خالی مخلوط می شود. قالب گذاری: میله های مستقیم بیرون کشیده می شوند و قطعات پیچیده دارای شکل خاص به صورت ایزواستاتیک فشار داده می شوند (100-200MPa فشرده سازی با فشار بالا) تا یک شکل خالی از یک شکل ثابت به دست آید. خشک کردن: 60-150 °C خشک کردن مرحله به مرحله برای حذف رطوبت و مواد فرار برای جلوگیری از ترکیدن سینتر. سینتر کردن: 1600-2200 °C سینتر در یک جو بی اثر، ذرات کربید سیلیکون از طریق انتشار فاز جامد ترکیب می شوند تا یک ساختار متراکم ایجاد کنند. دستگاه های درمان الکترودt: مواد فلزی در هر دو طرف اسپری شده و برای تشکیل یک لایه رسانا پخته می شوند و اندازه آن با خرد کردن برای تکمیل محصول نهایی اصلاح می شود. فرآیند تولید میله مولیبدن پودر مولیبدن: مولیبدات آمونیوم برای تولید تری اکسید مولیبدن کالسین می شود و سپس هیدروژن در دو مرحله کاهش می یابد (500-1100 °C) برای به دست آوردن پودر مولیبدن با پاکیزه بالا (خالصی ≥99.95٪). قالب گذاری: پودر مولیبدن در قالب بارگذاری می شود و با فشرده سازی ایزواستاتیک سرد (150-200MPa) به یک بلیت سبز فشار داده می شود. سینتر کردن: سینتر کردن در دمای بالا در ۱۸۰۰ تا ۲۲۰۰ درجه سانتیگراد تحت حفاظت هیدروژن، ذرات پودر مولیبدن ذوب می شوند و تراکم بیش از ۹۸٪ از مقدار نظری را به دست می آورد. پردازش و درمان گرما: 1200-1400 °C رولینگ گرم یا جعل برای کاهش قطر و بهبود قدرت؛ 1000-1200 °C آبجو گرم کردن برای از بین بردن استرس. پایان دادن: خرد کردن ظریف دایره بیرونی برای کنترل تحمل (± 0.02mm) ، برش به یک طول ثابت برای اطمینان از اینکه خشکی سطح با استاندارد مطابقت دارد. هر دو نیاز به کنترل سختگیرانه از خلوص مواد اولیه دارند و برای جلوگیری از اکسیداسیون در طول تولید به اتمسفر محافظ تکیه می کنند. میله های کربن برای کنترل رسانایی بر فرآیند سینتر کردن تمرکز می کنند.در حالی که میله های مولیبدن در کاهش پودر و پردازش گرم برای اطمینان از قدرت کلیدی هستنددر نهایت، هر دو باید از آزمون های چگالی و مقاومت برای اطمینان از کیفیت عبور کنند.

عوامل موثر بر طول عمر المنت‌های حرارتی

طول عمر مواد گرمایشی الکتریکی میله سیلیکون - مولیبدن توسط بسیاری از عوامل تحت تاثیر قرار می گیرد.همچنین با جنبه هایی مانند دمای کار قطعات تضعیف می شود، بار سطحی بر روی بخش های داغ قطعات، محیط طبیعی محیطی (از جمله جو و مواد خطرناک) ، حالت تغذیه (کار متناوب یا مداوم) ،و همچنین ترتیبات اتصال سری - موازی در طول فرآیند درخواست، و شرایط بارگذاری اجزای مختلف در دمای مختلف. از نظر مقاومت در برابر خوردگی، مواد گرمایشی میله سیلیکون - مولیبدن در طول استفاده در برابر محیط های اسیدی به خوبی مقاومت می کنند.فيلم محافظ سيليسايي که ازشون مي سازند خراب ميشه، که منجر به درجه های مختلفی از خراب شدن در طول عمر آنها می شود.این اجزای می توانند در شرایط مختلف اتمسفر با دمای نسبتاً بالا و بار های سطحی مواجه شوند.. میله های سیلیکون - مولیبدنوم دارای مجموعه ای از ویژگی های سودمند برای کاربردهای دمای بالا هستند: آنها مقاومت در برابر گرما، مقاومت در برابر اکسید، مقاومت در برابر خوردگی، توانایی گرم شدن سریع،عمر طولانی، حداقل تغییر شکل در دمای بالا، آسان نصب و نگهداری، همراه با ثبات شیمیایی عالی.اونا ميتونن يه خروجي دماي پايدار ارائه بدنعلاوه بر این، آنها امکان تنظیم درجه حرارت اتوماتیک را با توجه به منحنی های خاص بر اساس فرآیندهای تولید فراهم می کنند.با استفاده از سیلیکون - مولیبدن گرم کردن میله هم راحت و هم قابل اعتماد است. این میله ها کاربرد گسترده ای در بسیاری از بخش های صنعتی با دمای بالا پیدا کرده اند. این شامل زمینه هایی مانند تولید دستگاه های الکترونیکی، تولید مواد مغناطیسی دائمی،متالورژی پودر، سرامیک، پردازش شیشه لایه دار، ساخت مواد نیمه هادی، پروفایل سازی و آزمایش عملیات و همچنین تلاش های تحقیقاتی علمی.آنها در دستگاه های مختلف گرمایش مانند کوره های تونل ادغام شده اند.، کوره های رولر، کوره های کوره شیشه ای، کوره های سینتر کردن خلاء، کوره های مقاومت نوع جعبه، کوره های ذوب، که به عنوان اجزای کلیدی گرم کننده الکتریکی عمل می کنند. با این حال، یک سردرد رایج برای بسیاری از کاربران در "مشکل شکستگی میله" است که اغلب در مراحل خرید و استفاده ایجاد می شود و باعث ناراحتی قابل توجهی می شود.

اقدامات احتیاطی برای استفاده از میله های کربن سیلیکون

1حفاظت از سطحاول از همه، چوب کربن سیلیکونی را گرم کنید تا یک فیلم اکسید سیلیکونی متراکم بر روی سطح آن شکل دهد. این فیلم مانند یک فیلم محافظ ضد اکسید است،که می تواند عمر خدمت میله کربن سیلیکون را به طور قابل توجهی افزایش دهددر طول استفاده، پوشش گاز در کوره نیز می تواند برای افزایش بیشتر اثر محافظت و جلوگیری از ترک میله کربن سیلیکون استفاده شود. 2درجه حرارت و مدیریت جریاندوم، دمای سطح میله کربن سیلیکون با جریان ارتباط مثبت دارد. هرچه دمای سطح بالاتر باشد، جریان بیشتر است.بايد به شدت کنترل بشه، و طول گرمایش موثر آن باید به طور کلی در محدوده Δ60°C کنترل شود.قدرت واقعی بر روی سطح میله کربن سیلیکون توسط دمای کوره و دمای سطح میله کربن سیلیکون تعیین می شود.توجه به این دو پارامتر دمایی در طول کار برای اطمینان از عملکرد پایدار تجهیزات. 3انتخاب روش اتصالاز نظر اتصال، هنگام استفاده از میله های کربن سیلیکون، اتصال موازی باید تا حد ممکن انتخاب شود.این برای جلوگیری از آسیب به میله کربن سیلیکون به دلیل بار مقاومت بیش از حد و اطمینان از ایمنی تجهیزات.

اصول کار عناصر گرمایشی SIC

  اصل کار میله‌های سیلیکون کربنی بر اساس ویژگی‌های نیمه‌رسانایی و خواص فیزیکی و شیمیایی ماده اولیه اصلی آن، کاربید سیلیکون با خلوص بالا است. از دیدگاه رسانایی، کاربید سیلیکون یک نیمه‌رسانای با شکاف انرژی وسیع است. در دمای اتاق، حامل‌های آزاد کمی وجود دارد و مقاومت بالایی دارد. پس از روشن شدن برق، الکترون‌ها انرژی را جذب کرده و به نوار رسانایی جهش می‌کنند تا جریان ایجاد شود. ارتعاش شبکه به مهاجرت الکترون‌ها کمک می‌کند تا مقاومت کاهش یابد و با افزایش دما، عرض شکاف انرژی کاهش می‌یابد. افزایش غلظت حامل باعث می‌شود مقاومت با ضریب دمایی منفی تغییر کند. از نظر مکانیسم گرمایش، طبق قانون ژول، هنگامی که جریان از میله سیلیکون کربنی عبور می‌کند، برخورد بین حامل و شبکه گرما تولید می‌کند.   در طول فرآیند کار، مراحل دمایی مختلف ویژگی‌های متفاوتی را نشان می‌دهند: مقاومت به آرامی از دمای اتاق تا 400 درجه سانتی‌گراد کاهش می‌یابد. مقاومت از 400-700 درجه سانتی‌گراد به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد و سرعت اکسیداسیون افزایش می‌یابد که نیاز به افزایش سریع دما برای عبور دارد. بالای 700 درجه سانتی‌گراد، یک لایه محافظ دی‌اکسید سیلیکون متراکم روی سطح تشکیل می‌شود، سرعت اکسیداسیون کاهش می‌یابد و وارد یک ناحیه کاری پایدار می‌شود. برای اطمینان از پایداری توان، یک ترانسفورماتور قابل تنظیم یا تنظیم‌کننده توان تریستور برای تنظیم ولتاژ در زمان واقعی با توجه به دما مورد نیاز است. علاوه بر این، هدایت حرارتی بالای میله سیلیکون کربنی به گرمای آن اجازه می‌دهد تا به سرعت به سطح منتقل شود و در نتیجه جسم گرم شده را از طریق تابش و همرفت گرم کند. لایه محافظ دی‌اکسید سیلیکون خود تولید شده روی سطح آن می‌تواند از نفوذ اکسیژن جلوگیری کرده و عمر مفید آن را افزایش دهد. با این حال، هنگامی که مقاومت به طور غیرعادی افزایش می‌یابد، تنش حرارتی باعث شکست مکانیکی می‌شود، یا خوردگی شیمیایی لایه اکسیدی را از بین می‌برد، میله سیلیکون کربنی از کار می‌افتد.

تحقیقات در مورد مواد کامپوزیت پلیمری، جایزه اول پیشرفت علم و فناوری آنهویی را دریافت کرد.

نتایج جایزه پیشرفت علم و فناوری آنهی اعلام شد and the project "Key Technologies and Industrialization of Waterborne/Solvent-free Polyurethane Composite Materials" in which Professor Qian Jiasheng and Professor Xia Ru participated won the first prizeتیم پروژه به طور نوآورانه فن آوری های کلیدی برای سنتز رزین های پلی اورتان بدون حلال و آبی مبتنی بر بیولوژی و فن آوری های کلیدی برای تنظیم رابط پوشش را توسعه داد.و غلبه بر تنگه های کلیدی فنی مشترک صنعت جهانی در مشکل تعادل حفاظت از محیط زیست، دوام و عملکرد مواد کامپوزیت پوست مصنوعی پلی اورتان.

کنفرانس نوآوری و توسعه پایدار شرکت های چین به پایان رسید

در تاریخ 10 ژوئن 2025، کنفرانس دو روزه "نوآورش ترکیبات چین و توسعه پایدار شرکت" در Hyatt Regency Songjiang، شانگهای با موفقیت به پایان رسید.بيشتر از 300 نفر از نخبگان صنعت، کارشناسان، دانشمندان و نمایندگان شرکت ها از سراسر جهان در مورد موضوع "نوآورشی در زمینه کامپوزیت، بهره وری با کیفیت جدید و توسعه پایدار شرکت" بحث کردند.روند جدید توسعه صنعت را تحلیل کرد، فرصت ها و چالش های آینده را ارزیابی کردند و ایده های جدید و مسیرهای جدید را برای صنعت کامپوزیت برای پرورش بهره وری با کیفیت جدید و توسعه پایدار مورد بحث قرار دادند.