cacbua silic đen cho nồi nấu kim loại

Silicon carbide (SiC) được sử dụng rộng rãi trong sản xuất  nồi nấu kim loại  nhờ các đặc tính nhiệt, cơ học và hóa học vượt trội. Nồi nấu SiC đặc biệt được ưa chuộng trong các ứng dụng nhiệt độ cao, chẳng hạn như  nấu chảy kim loại, hình thành tinh thể (ví dụ: thỏi silicon) và xử lý hóa học . Dưới đây là tổng quan chi tiết về nồi nấu SiC, bao gồm ưu điểm, loại, phương pháp sản xuất và ứng dụng của chúng.

1. Tại sao nên sử dụng Silicon Carbide cho nồi nấu kim loại?

Các tính chất chính của nồi nấu SiC:

• Độ dẫn nhiệt cao  (~120 W/m·K) – Đảm bảo gia nhiệt đồng đều và truyền nhiệt hiệu quả.

• Khả năng chống sốc nhiệt tuyệt vời  – Có thể chịu được sự thay đổi nhiệt độ nhanh chóng mà không bị nứt.

• Điểm nóng chảy cao  (~2.700°C) – Thích hợp cho các quy trình ở nhiệt độ khắc nghiệt.

• Tính trơ về mặt hóa học  – Chống ăn mòn từ kim loại nóng chảy (ví dụ như nhôm, đồng, kẽm) và môi trường axit/kiềm.

• Độ bền cơ học  – Độ cứng (~9,5 Mohs) và độ cứng giúp ngăn ngừa biến dạng khi chịu tải.

• Tuổi thọ cao  – Bền hơn so với nồi nấu bằng than chì hoặc đất sét-than chì trong nhiều ứng dụng.

2. Các loại nồi nấu SiC

(A) Nồi nung SiC thiêu kết (SSiC)

• Được sản xuất bằng  phương pháp thiêu kết không áp suất  hoặc  ép nóng  bột SiC có độ tinh khiết cao.

• Ưu điểm : Mật độ cao, độ bền cơ học vượt trội và độ dẫn nhiệt tuyệt vời.

• Ứng dụng : Phát triển tinh thể bán dẫn (ví dụ, tinh thể đơn silicon), nấu chảy kim loại có độ tinh khiết cao.

(B) Nồi nấu SiC liên kết phản ứng (RB-SiC)

• Được sản xuất bằng cách thấm phôi cacbon xốp với silic nóng chảy, tạo thành SiC thông qua phản ứng.

• Ưu điểm : Giá thành thấp hơn SSiC, khả năng chống sốc nhiệt tốt.

• Nhược điểm : Chứa silicon tự do (~8-15%), làm giảm khả năng chống hóa chất trong một số môi trường.

• Ứng dụng : Nấu chảy kim loại màu (ví dụ: nhôm, đồng thau).

(C) Nồi nấu SiC liên kết bằng đất sét

• Được tạo ra bằng cách trộn hạt SiC với chất kết dính đất sét và nung.

• Ưu điểm : Rẻ hơn, dễ sản xuất hơn.

• Nhược điểm : Độ dẫn nhiệt và độ bền thấp hơn so với SiC nguyên chất.

• Ứng dụng : Xưởng đúc để nấu chảy kim loại màu.

3. Quy trình sản xuất nồi nấu SiC

1. Chuẩn bị bột : Chọn bột SiC có độ tinh khiết cao (thường là α-SiC để thiêu kết).

2. Hình thành :

   • Ép đẳng tĩnh  (đối với SSiC) hoặc  đúc trượt  (đối với RB-SiC).

   • Đối với các nồi nung liên kết bằng đất sét, người ta sử dụng phương pháp ép hoặc đùn truyền thống.

3. Thiêu kết/Liên kết phản ứng :

   • SSiC : Thiêu kết ở nhiệt độ ~2.000°C trong môi trường trơ.

   • RB-SiC : Được nung nóng đến ~1.600°C khi tiếp xúc với silicon.

4. Gia công & Hoàn thiện : Mài theo kích thước chính xác.

5. Kiểm soát chất lượng : Kiểm tra mật độ, độ xốp và khả năng chống sốc nhiệt.

4. Ứng dụng của nồi nấu SiC

5. So sánh với các vật liệu nung khác

→ SiC được ưu tiên khi khả năng chống sốc nhiệt cao và độ bền là yếu tố quan trọng.