Siliziumkarbid-Tiegel (SiC) bieten gegenüber herkömmlichen Tiegelmaterialien wie Graphit, Ton-Graphit oder Quarz zahlreiche Vorteile, insbesondere in Hochtemperatur- und reaktiven Umgebungen. Hier sind die wichtigsten Vorteile von Siliziumkarbid-Tiegeln :
1. Hohe Wärmeleitfähigkeit
SiC verfügt über eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit (≈120 W/m·K), wodurch eine schnelle und gleichmäßige Erwärmung gewährleistet wird.
Reduziert thermische Spannungen und Rissbildung im Vergleich zu Materialien wie Aluminiumoxid oder Quarz.
2. Außergewöhnliche Temperaturwechselbeständigkeit
SiC kann schnellen Temperaturänderungen standhalten, ohne zu reißen, und ist daher ideal für Prozesse mit plötzlicher Erwärmung oder Abkühlung.
3. Hochtemperaturstabilität
Funktioniert effektiv bei Temperaturen bis zu 1600 °C (in inerter/reduzierender Atmosphäre) und bis zu 1400 °C unter oxidierenden Bedingungen.
Übertrifft Graphit (das über 600 °C oxidiert) und Aluminiumoxid (wird bei hohen Temperaturen weich).
4. Überlegene chemische Beständigkeit
Beständig gegen Korrosion durch geschmolzene Metalle (Al, Cu, Zn), Salze und Schlacken.
Bei Kontakt mit reaktiven Metallen wie Aluminium oder Silizium haltbarer als Graphit.
5. Mechanische Festigkeit und Haltbarkeit
Hohe Härte (~9,5 Mohs) und Druckfestigkeit reduzieren Verschleiß und Verformung.
Längere Lebensdauer als Ton-Graphit- oder Quarztiegel.
6. Oxidationsbeständigkeit
Bildet in der Luft eine schützende SiO₂-Schicht und verhindert so einen schnellen Abbau (im Gegensatz zu Graphit, das erodiert).
7. Nicht benetzbare Oberfläche
Minimiert das Anhaften geschmolzener Metalle und ermöglicht so einfacheres Ausgießen und Reinigen.
8. Energieeffizienz
Eine schnellere Wärmeübertragung reduziert den Energieverbrauch bei Schmelzanwendungen.
TYPISCHE CHEMISCHE ANALYSE | TYPISCHE PHISIKALISCHE EIGENSCHAFTEN | ||
SiC | ≥98 % | Härte: | Mohs: 9,15 |
SiO2 | ≤1 % | Schmelzpunkt: | Sublimiert bei 2250 ℃ |
H2O3 | ≤0,5 % | Maximale Betriebstemperatur: | 1900℃ |
Fe2O3 | ≤0,3 % | Spezifisches Gewicht: | 3,2–3,45 g/cm³ |
FC | ≤0,3 % | Schüttdichte (LPD): | 1,2-1,6 g/cm3 |
Magnetischer Inhalt | ≤0,02 % | Farbe: | Schwarz |
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| Partikelform: | Sechseckig |
Anwendungen von SiC-Tiegeln:
Metallschmelzen und -gießen (Al, Cu, Zn, Edelmetalle)
Halbleiterverarbeitung (Si-, GaAs-Kristallwachstum)
Glas- und Keramikproduktion
Chemische Reaktionen bei hohen Temperaturen
SiC-Tiegel eignen sich ideal für Hochtemperatur- und Hochleistungsanwendungen, bei denen Haltbarkeit, Temperaturwechselbeständigkeit und chemische Stabilität entscheidend sind. Sie übertreffen herkömmliche Tiegelmaterialien in rauen Umgebungen, sind jedoch mit höheren Anschaffungskosten verbunden.
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