Առաջատար բորի նիտրիդն ընդդեմ սիլիցիումի կարբիդի կերամիկայի. ցուցադրելով խաղը փոխող նորարարություններ՝ համաշխարհային գնումների գերազանցության համար

Արդյունաբերական նյութերի համաշխարհային շուկան ծաղկում է ճշգրտության շնորհիվ։ Գնումների մասնագետների և ինժեներների համար ընտրությունը հետևյալն է. բորի նիտրիդ (BN) և սիլիցիումի կարբիդ (SiC) Կերամիկան հաճախ որոշում է նախագծի հաջողությունը։ Թեև երկու նյութերն էլ գերազանցում են ծայրահեղ պայմաններում, ջերմային կառավարման, մաշվածության դիմադրության և ծախսարդյունավետության մեջ դրանց թաքնված տարբերությունները վերաձևավորում են արդյունաբերական արդյունքները։ Եկեք կտրվենք տեխնիկական աղմուկից՝ բացահայտելու համար, թե ինչն է իրականում կարևոր ձեր մատակարարման ռազմավարության համար։  

Բորի կարբիդային կերամիկա

Բորի նիտրիդային կերամիկան իր կախարդանքը պարտական ​​է վեցանկյուն բյուրեղային կառուցվածքներին: Այս շերտերը հեշտությամբ սահում են՝ առաջարկելով BN ինքնաքսուքող հատկություններ, որոնք անսովոր են կերամիկայի համար: Պատկերացրեք գրաֆիտի մասին, որը, սակայն, ավելի ամուր է: Մյուս կողմից, սիլիցիումի կարբիդը ձևավորում է անփույթ քառանիստ կապեր: Սա ստեղծում է 9.5 Մոհսի կարծրություն, որն ավելի մոտ է ադամանդին: Հանքարդյունաբերական սարքավորումների համար, որոնք աշխատում են կայուն մաշվածության հետ, SiC-ի անսասան կառուցվածքը դառնում է անվիճելի:

Ահա թե որտեղ է BN-ը անսպասելիորեն փայլում: Դրա հարթության մեջ ջերմահաղորդականությունը հասնում է 400 Վտ/մԿ-ի՝ գերազանցելով շատ մետաղների: Սա BN-ը դարձնում է իդեալական մեկուսացնող, բայց ջերմությունը ցրող դերերի համար, ինչպիսիք են կիսահաղորդչային ձուլարաններում գտնվող հալոցքային խողովակները: Սակայն SiC-ն խաղում է այլ խաղ: Չնայած ավելի քիչ հաղորդունակությանը (120 Վտ/մԿ), այն դիմանում է 1600°C-ին՝ առանց քայքայվելու: SiC ջերմազույգ խողովակներ օգտագործող պողպատե աղացները ամիսներով լրացուցիչ ծառայության ժամկետ են ստանում հալված մետաղի միջավայրերում:  

Սիլիցիումի կարբիդ կերամիկա

Թթվային դիմադրությունը հստակորեն տարբերակում է այս նյութերը: BN-ն օգտագործում է ֆտորաջրածին թթուն 100°C ջերմաստիճանում, ինչը չի համապատասխանում SiC-ին: Քիմիական գործարանների ինժեներները հենվում են BN-ի վրա՝ կոռոզիոն խառնուրդի փոխանցման ժամանակ պոմպերի կնքման համար: Այնուամենայնիվ, SiC-ն գերակշռում է այնտեղ, որտեղ գերակշռում են հալված աղերը կամ ալկալիները: SiC ընկղմվող ջեռուցիչներ օգտագործող ալյումինե հալեցման գործարանները հայտնում են 60%-ով պակաս պարապուրդի ժամանակի մասին՝ համեմատած մետաղական այլընտրանքների հետ:  

BN-ի փափկությունը երկկողմանի է։ Այո, այն ավելի հեշտ է մեքենայով մշակել բարդ ձևերի, խնայելով գործիքավորման ծախսերի 30%-ը։ Սակայն դրա ցածր կարծրությունը նշանակում է ավելի արագ մաշվածություն հղկման աշխատանքներում։ SiC-ի ծայրահեղ կարծրությունը պահանջում է ադամանդե գործիքներ, ինչը 40-50%-ով բարձրացնում է նախնական մեքենայացման ծախսերը։ Սակայն մեխանիկական կնքման մակերեսների նման բաղադրիչների համար SiC-ի երկարակեցությունը փոխհատուցում է այս առավելությունը 18 ամսվա ընթացքում։  

BN-ի դիէլեկտրիկ ամրությունը (35 կՎ/մմ) այն անփոխարինելի է դարձնում բարձր լարման սարքավորումներում: Էլեկտրական մեքենաների մարտկոցների արտադրողները ավելի ու ավելի հաճախ են օգտագործում BN մեկուսիչներ ջերմային փախուստը կանխելու համար: Ի տարբերություն դրա, SiC-ի կիսահաղորդչային հատկությունները հեղափոխություն են մտցնում ուժային էլեկտրոնիկայի մեջ: Դրա արգելակային գոտին թույլ է տալիս սարքերին կառավարել սիլիկոնային չիպերի 10-ապատիկ լարում, ինչը հաջորդ սերնդի վերականգնվող էներգիայի համակարգերի հիմնական գործոն է:  

Խտության տարբերությունները ստեղծում են նիշային առավելություններ: BN-ի 2.1 գ/սմ³ թեթևությունը թույլ է տալիս ավելի բարակ ջերմային պատնեշներ ստեղծել արբանյակներում՝ առանց վնասելու մեկուսացումը: Միևնույն ժամանակ, SiC-ի 3.2 գ/սմ³ խտությունը ապահովում է անօդաչու թռչող սարքի շարժիչի կրողներին անհրաժեշտ ծանրությունը՝ 20,000 պտույտ/րոպե տատանումներին դիմակայելու համար: Ավիացիոն OEM-ները այժմ համատեղում են BN-ը ջերմային կառավարման մոդուլների համար և SiC-ը շարժիչային համակարգերում:  

BN-ի կախվածությունը բորից՝ աշխարհաքաղաքական առումով զգայուն հանքանյութից, հանգեցնում է 15-20% գնային տատանումների առևտրային վեճերի ժամանակ: Հմուտ մատակարարներն այժմ կայուն ժամանակահատվածներում պաշարներ են կուտակում, ինչպիսին է HP-BN-ը: SiC-ն բախվում է տարբեր ճնշումների. համաշխարհային սիլիցիումի 80%-ը գալիս է Չինաստանից, սակայն Կանադայում նոր քվարցիտային հանքերը խոստանում են վերականգնել այս հավասարակշռությունը մինչև 2026 թվականը:  

Վերամշակման հնարավորությունները թեքվում են կշեռքների վրա: SiC-ի դիմացկունությունը թույլ է տալիս օգտագործել 7-8 վերօգտագործման ցիկլ վառարանային կահույքի կիրառություններում՝ նախքան որակը փոխելը: BN-ի ցածր հալման կետը հնարավորություն է տալիս լիարժեք վերականգնել ջերմային քայքայման միջոցով, ինչը աճող առաջնահերթություն է ԵՄ արտադրողների համար, որոնք բախվում են խիստ աղբավայրերի հարկերի հետ:  

Բրազիլական ցեմենտի արտադրողը կլինկերային սառեցնող թիթեղներում ավանդական ալյումինե կերամիկան փոխարինեց BN-SiC հիբրիդներով։ Արդյունքը՞։ Սպասարկման ժամանակահատվածները տևեցին 6 շաբաթից մինչև 5 ամիս։ Հիբրիդային դիզայնում օգտագործվել է BN-ի ջերմային հարվածի դիմադրությունը տաք մակերեսների վրա և SiC-ի քայքայման դիմադրությունը մասնիկների հարվածի մակերեսների վրա։  

Զարգացող կոմպոզիտային տեխնոլոգիաները խառնում են BN-ը և SiC-ը: Օրինակ, SiC-ով ամրացված BN մատրիցները 200%-ով մեծացնում են կոտրման դիմադրողականությունը՝ միաժամանակ պահպանելով ջերմահաղորդականությունը: Միջուկային միաձուլման հետազոտությունների վաղ շրջանի մասնակիցներն արդեն նախատիպեր են ստեղծել պլազմային երեսպատման բաղադրիչների համար:  

Շատ գնորդներ անտեսում են սա. BN դասարանները խիստ տարբերվում են: ISO 22259-2 հավաստագրումը տարբերակում է արդյունաբերական կարգի (95% մաքրություն) կիսահաղորդչային կարգի (99.99%): Նմանապես, SiC-ի α-փուլն ընդդեմ β-փուլի որոշում է լազերային օպտիկայի և զրահապատ համակարգերի համար պիտանիությունը: Գործարանային փորձարկման հաշվետվություններ առաջարկող մատակարարների հետ համագործակցությունը կանխում է թանկարժեք անհամապատասխանությունները:  

Առաջատար չինական մատակարարներն այժմ առաջարկում են լազերային հորատմամբ BN բաղադրիչներ՝ ±5 մկմ ճշգրտությամբ՝ կիսահաղորդչային թիթեղների մշակման համար: Միևնույն ժամանակ, գերմանացի ինժեներները մշակել են ծակոտկեն SiC ֆիլտրեր, որոնք որսում են պողպատե գործարաններում PM99.97 արտանետումների 2.5%-ը: Արդյունքը. առաջին մակարդակի մատակարարներն այժմ մրցում են կիրառմանը հատուկ ինժեներական լուծումներով, այլ ոչ թե միայն նյութական բնութագրերով:  

BN-ի խոնավության նկատմամբ զգայունությունը պահանջում է ազոտով լցված առաքում՝ 12-15% բեռնափոխադրման արժեքի ավելացում: SiC-ի կայունությունը թույլ է տալիս ստանդարտ կոնտեյներային առաքում, սակայն դրա քաշը մեծացնում է վճարները: Խելացի գնումների պայմանագրերն այժմ բաժանում են պատվերները. BN-ը օդային ճանապարհով՝ անհետաձգելի կարիքների համար, իսկ SiC-ը՝ ծովային ճանապարհով՝ մեծածախ պատվերների համար:  

Գիտակից գնորդներն այժմ պահանջում են բորի ոչ կոնֆլիկտային մատակարարում: BN-ի բորի ավելի քան 60%-ը գալիս է Թուրքիայի Eti Mine Works-ից, որը վերջերս ստացել է ESG համապատասխանության հավաստագիր: SiC-ի դեպքում քվարցիտի (ոչ թե լողափի ավազի) աղբյուրներին հետևելիությունը դառնում է վաճառքի կետ՝ էկոլոգիական մտահոգությունների ֆոնին:  

Առաջատար մատակարարները SiC ներմուծվող առաքումների համար առաջարկում են շարժական կարծրության ստուգիչներ: Վիկերսի արագ թեստը հայտնաբերում է անբավարար սինտերացում: BN-ի դեպքում, փորձնական գործարկումների ընթացքում պարզ ջերմային պատկերումը բացահայտում է շերտավորման ռիսկեր. 500 դոլար արժողությամբ թեստը կանխում է 50,000 դոլար արժողությամբ անսարքությունը:  

Սխալ կիրառումը հաճախ բխում է գիտելիքների բացերից: Վիետնամական մի գործարան 80%-ով նվազեցրել է BN կնիքների խափանումները՝ մատակարարի կողմից կազմակերպված պատշաճ տեղադրման տեխնիկայի վերաբերյալ աշխատաժողովներից հետո: Նմանապես, SiC-ի փխրունությունը պահանջում է պտտող մոմենտի կարգավորմամբ տեղադրում, որը անտեսվում է առաջին անգամ տեղադրումների 40%-ում:  

Առաջադեմ մատակարարներն այժմ տրամադրում են եռաչափ մոդելավորման ֆայլեր, որոնք ցույց են տալիս BN/SiC բաղադրիչների ջերմային լարվածության բաշխումը: Սա թույլ է տալիս վիրտուալ փորձարկումներ կատարել ձեր կոնկրետ աշխատանքային պայմանների նկատմամբ՝ խաղի կանոնները փոխող քայլ հեռակա տեխնիկական վավերացման համար:  

BN և SiC կերամիկայի միջև ձեր ընտրությունը նյութական գերազանցության մասին չէ: Այն ատոմային մասշտաբի տները ֆունկցիոնալ իրականություններով հագեցնելու մասին է: Իրական հաղթանակը կախված է այն վաճառողներից, ովքեր պարզապես չեն վաճառում ճենապակիներ, այլ մշակում են խափանումներից պաշտպանված լուծումներ, որոնք հարմարեցված են ձեր շահույթի մարժաներին և ռիսկի են դիմում սահմանափակել իրենց ծախսերը:

Մատակարար

Եթե ​​Ձեզ անհրաժեշտ է բարձր որակ Բորի կարբիդային կերամիկա և սիլիցիումի կարբիդային կերամիկա, խնդրում ենք կապվել մեզ հետ։ Կարող եք սեղմել ապրանքի վրա՝ մեզ հետ կապվելու համար։ (վաճառքի8@nanotrun.com)

Tags:Բորի կարբիդային կերամիկա,Սիլիցիումի կարբիդ կերամիկա