Quais são as diferenças entre grafite isotrópica e grafite siliconizada?

1. Propriedades do material e diferenças estruturais

✔ Grafite isotrópica:

●  Comportamento isotrópico: Propriedades físicas uniformes (por exemplo, condutividade térmica/elétrica, força mecânica) em todas as três dimensões (x, y, z), sem dependência direcional.

●  Alta pureza e estabilidade térmica: Fabricado por processos avançados, como prensagem isostática, oferecendo níveis de impureza ultra-baixa (teor de cinzas na escala PPM) e força aprimorada em altas temperaturas (até 2000 ° C+).

●  Máquina de precisão: Facilmente fabricado em geometrias complexas, ideal para componentes de processamento de wafer semicondutores (por exemplo, aquecedores, isoladores).

Propriedades físicas da grafite isostática
Propriedade	Unidade	Valor típico
Densidade a granel	g/cm³	1.83
Dureza	HSD	58
Resistividade elétrica	μΩ.M	10
Força de flexão	MPA	47
Força de compressão	MPA	103
Resistência à tracção	MPA	31
Módulo de Young	GPA	11.8
Expansão térmica (CTE)	10-6K-1	4.6
Condutividade térmica	W · m-1· K-1	130
Tamanho médio de grão	μm	8-10
Porosidade	%	10
Conteúdo de cinzas	ppm	≤5 (após purificado)

✔ Grafite siliconizado:

● Infusão de silício: Infundido com silício para formar uma camada composta de carboneto de silício (SIC), melhorando significativamente a resistência à oxidação e a durabilidade da corrosão em ambientes extremos.

● Anisotropia potencial: Pode manter algumas propriedades direcionais da grafite base, dependendo do processo de siliconização.

● Condutividade ajustada: Condutividade elétrica reduzida em comparação comgrafite puromas aprimorada durabilidade em condições adversas.

Principais parâmetros de grafite siliconizada
Propriedade	Valor típico
Densidade	2.4-2,9 g/cm³
Porosidade	<0,5%
Força de compressão	> 400 MPA
Força de flexão	> 120 MPA
Condutividade térmica	120 W/MK
Coeficiente de expansão térmica	4,5 × 10-6
Módulo elástico	120 GPA
Força de impacto	1,9kj/m²
Fricção lubrificada à água	0.005
Coeficiente de atrito seco	0.05
Estabilidade química	Vários sais, solventes orgânicos, ácidos fortes (hf, hcl, h₂so4, Hno₃)
Temperatura de uso estável a longo prazo	800 ℃ (atmosfera de oxidação) 2300 ℃ (atmosfera inerte ou a vácuo)
Resistividade elétrica	120*10-6Ωm

2. Cenários de aplicação

●  Fabricação de semicondutores: Crubzados e elementos de aquecimento em fornos de crescimento de silício de cristal único, alavancando sua pureza e distribuição térmica uniforme.

●  Energia solar: Componentes de isolamento térmico na produção de células fotovoltaicas (por exemplo, peças de forno a vácuo).

●  Tecnologia nuclear: Moderadores ou materiais estruturais em reatores devido à resistência à radiação e estabilidade térmica.

●  Ferramentas de precisão: Moldes para metalurgia em pó, beneficiando -se da alta precisão dimensional.

●  Ambientes de oxidação de alta temperatura: Componentes de motores aeroespaciais, revestimentos de fornos industriais e outras aplicações ricas em oxigênio e alto calor.

●  Mídia corrosiva: Eletrodos ou vedações em reatores químicos expostos a ácidos/álcalis.

●  Tecnologia da bateria: Uso experimental em ânodos de bateria de íons de lítio para melhorar a intercalação de íons de lítio (ainda focada em R & D).

●  Equipamento semicondutor: Eletrodos em ferramentas de gravação plasmática, combinando condutividade com resistência à corrosão.

3. Vantagens e limitações de desempenho

✔ grafite isotrópica

Pontos fortes:

●  Desempenho uniforme: Elimina os riscos de falha direcional (por exemplo, rachaduras na tensão térmica).

●  Pureza ultra alta: Impede a contaminação em processos sensíveis, como a fabricação de semicondutores.

●  Resistência ao choque térmico: Estável sob ciclo de temperatura rápida (por exemplo, reatores de CVD).

Limitações: 

● Custos de produção mais altos e requisitos rigorosos de usinagem.

✔ Grafite siliconizada

Pontos fortes:

●  Resistência a oxidação: A camada SiC bloqueia a difusão de oxigênio, prolongando a vida útil em ambientes oxidativos de alto calor.

●  Durabilidade aprimorada: Melhor dureza da superfície e resistência ao desgaste.

●  Inércia química: Resistência superior à mídia corrosiva versus grafite padrão.

Limitações: 

●  Condutividade elétrica reduzida e maior complexidade de fabricação.

4. Resumo

✔ Grafite isotrópica: 

Domina aplicações que exigem uniformidade e pureza (semicondutores, tecnologia nuclear).

✔ Grafite siliconizado: 

Se destaca em condições extremas (processamento aeroespacial, químico) devido à durabilidade aprimorada pelo silício.