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
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SiC verfügt über eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit (≈120 W/m·K), wodurch eine schnelle und gleichmäßige Erwärmung gewährleistet wird.
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Reduziert thermische Spannungen und Rissbildung im Vergleich zu Materialien wie Aluminiumoxid oder Quarz.
2. Außergewöhnliche Temperaturwechselbeständigkeit
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SiC kann schnellen Temperaturänderungen standhalten, ohne zu reißen, und ist daher ideal für Prozesse mit plötzlicher Erwärmung oder Abkühlung.
3. Hochtemperaturstabilität
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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
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Beständig gegen Korrosion durch geschmolzene Metalle (Al, Cu, Zn), Salze und Schlacken.
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Bei Kontakt mit reaktiven Metallen wie Aluminium oder Silizium haltbarer als Graphit.
5. Mechanische Festigkeit und Haltbarkeit
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Hohe Härte (~9,5 Mohs) und Druckfestigkeit reduzieren Verschleiß und Verformung.
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Längere Lebensdauer als Ton-Graphit- oder Quarztiegel.
6. Oxidationsbeständigkeit
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Bildet in der Luft eine schützende SiO₂-Schicht und verhindert so einen schnellen Abbau (im Gegensatz zu Graphit, das erodiert).
7. Nicht benetzbare Oberfläche
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Minimiert das Anhaften geschmolzener Metalle und ermöglicht so einfacheres Ausgießen und Reinigen.
8. Energieeffizienz
-
Eine schnellere Wärmeübertragung reduziert den Energieverbrauch bei Schmelzanwendungen.
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TYPISCHE CHEMISCHE ANALYSE |
TYPISCHE PHISIKALISCHE EIGENSCHAFTEN |
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SiC |
≥98 % |
Härte: |
Mohs: 9,15 |
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SiO2 |
≤1 % |
Schmelzpunkt: |
Sublimiert bei 2250 ℃ |
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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 |
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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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