Siliziumkarbid (SiC) ist ein Material mit mehreren einzigartigen Eigenschaften, die es für verschiedene industrielle und hochtechnologische Anwendungen wertvoll machen.
Es hat jedoch auch einige Einschränkungen, die bei der Auswahl und Anwendung in verschiedenen Umgebungen berücksichtigt werden müssen.
Was sind die Grenzen von Siliziumkarbid? (3 Schlüsselherausforderungen)
1. Verarbeitungsschwierigkeiten
Siliziumkarbid ist ein sehr hartes und sprödes Material.
Daher ist es schwierig, es zu verarbeiten und in große oder komplexe Formen zu bringen.
Die hohe Härte und der hohe spezifische Widerstand von SiC-Keramik erfordern spezielle Fertigungstechniken.
Ein solches Verfahren ist die Funkenerosion (EDM).
EDM kann die Bearbeitbarkeit von SiC verbessern, wenn der spezifische Widerstand auf unter 100Ω-cm gesenkt wird.
Dies ermöglicht die Herstellung komplizierter Teile.
2. Erhöhter elektrischer Widerstand
Ein wesentlicher Nachteil von SiC-Heizelementen ist ihre Anfälligkeit für Reaktionen mit atmosphärischen Gasen bei hohen Temperaturen.
Diese Reaktionen können den leitenden Querschnitt des Elements verändern.
Dies führt zu einem allmählichen Anstieg des elektrischen Widerstands im Laufe der Zeit.
Der Widerstand eines keramischen Heizelements aus Siliziumkarbid kann vor dem Ende seiner Lebensdauer um bis zu 300 % ansteigen.
Dies kann seine Leistung und Effizienz beeinträchtigen.
3. Widerstandsfähigkeit gegen Temperaturschocks
Obwohl SiC eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, ist es im Vergleich zu anderen Materialien weniger resistent gegen Temperaturschocks.
Schnelle Temperaturschwankungen können zu thermischen Spannungen und Mikrorissen führen.
Dies kann zu einer Beschädigung des Materials führen.
Der Wärmeausdehnungskoeffizient von SiC ist relativ niedrig.
Seine Fähigkeit, plötzlichen Temperaturschwankungen zu widerstehen, ist jedoch begrenzt.
Dies kann bei Anwendungen, die eine schnelle Erwärmung oder Abkühlung erfordern, ein kritischer Faktor sein.
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