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SiC(碳化硅)陶瓷

  • 热稳定性、出色的硬度、机械强度、耐辐射/腐蚀和耐磨性
  • 近净尺寸成型,反应结合过程中收缩率小于1%
  • 可实现复杂结构
  • 良好的坯体可加工性,精度可达0.1mm
  • 优异的光学可加工性,粗糙度可优于3mm
  • 抗空间辐射:耐原子氧和辐射
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规格:

密度ρ (g/cm3)3.02杨氏模量E (GPa)345
热传导λ (W/m.K)180热膨胀系数α (室温下ppm/K)2.4
比稳定性Ε/ρ114.24热稳定性λ/α75

SiC陶瓷,又称碳化硅陶瓷,是一类以碳化硅为主要成分的人工合成精细陶瓷材料,以其卓越的综合性能而闻名。碳化硅的机械性能包括重量轻、硬度高、耐磨性和机械弹性。碳化硅陶瓷的热学和化学特性也十分出色,包括高温强度、抗热震性、低热膨胀性和耐腐蚀性。此外,碳化硅的高击穿电场强度和宽带隙使其成为一种极具优势的半导体材料。

通过热压或烧结等工艺,SiC陶瓷可满足半导体、汽车、建筑和化工、环境保护、航天、卫星、信息电子等多种应用的需求。例如,SiC陶瓷的轻质、高刚度和低热膨胀特性使其非常适合用作太空望远镜反射镜的材料。碳化硅陶瓷对酸碱具有惰性,因此在热交换器板等对化学物质敏感的应用中非常可靠。由于其良好的抗氧化、抗腐蚀和耐温度变化性能,这种陶瓷也可用作耐火材料应用的组件,例如燃烧器喷嘴、喷嘴和火焰管。碳化硅的另一个常见应用是利用摩擦轴承和机械密封的动态密封,在处理腐蚀性高温介质时,碳化硅陶瓷是一种经济实惠且使用寿命更长的选择。

SiSiC(硅渗透碳化硅,也称为硅化SiC、反应烧结碳化硅/RB sic)是碳化硅陶瓷类的一个子类别,由过量硅基质中的SiC颗粒组成,除了上述SiC陶瓷的共同优点(例如重量轻,耐重量等)之外,SiSiC还具有易于形成具有严格公差的复杂形状以及耐腐蚀,氧化和耐高温的吸引人的特性,使其适合于制造复杂的大体积部件和广泛的应用,例如炉/窑部件,摩擦学用途/磨损部件,密封件,喷嘴。Shalom EO提供使用凝胶铸造和反应烧结技术组合制造的硅渗透碳化硅。凝胶铸造是一种近净成形方法,用于以低成本制备具有大尺寸和/或复杂形状的陶瓷零件。反应烧结是一种制造过程,是多孔碳或石墨与熔融硅之间的化学反应。利用行业领先的研究成果,我们最先进的制造技术确保提供具有以下技术优势的高品质碳化硅陶瓷:

1. 近净尺寸成型:产品在反应烧结过程中收缩率极小(小于1%),提高了复杂形状SiC陶瓷的成品率,从而实现高精度制造。

2. 复杂结构的实现:可实现半封闭背板、中空结构等各种复杂形状,减轻整体重量,满足更广泛的应用需求。

3. 优异的坯体加工性能:采用CNC加工可高效完成中间坯体加工阶段,精度最高可达0.1mm,大幅缩短烧结体精加工周期,提高效率,降低成本。

4. 卓越的光学可加工性:经过光学加工(如铣削和抛光)后,表面粗糙度可改善至 3nm 以上,获得高质量的表面处理。


此外,如下面的比较图所示,与其他材料相比,Shalom EO 的精细 SiC 陶瓷具有优异的比刚度(几乎是 ULE 材料的四倍)和热稳定性(几乎是 Be 材料的四倍),还能抵抗空间辐射和质子氧。该材料也环保。

材料

密度
(g/cm3)

杨氏模量E
(GPa)

热传导率λ
(W/( m·K ))

热膨胀系数α
(ppm/K
室温)

比稳定性E/ρ

热传导率
稳定性
λ/α

优选值

康宁熔融石英

2.2

73

1.4

0.5

33.18

2.8

康宁超低排放

2.21

67

1.3

0.015

30.32

86.67

肖特微晶玻璃

2.53

92

1.46

0.02

36.36

73

Be

1.85

287

216

11.3

155.14

19.12

Shalom EO-SiC 陶瓷

3.02

345

180

2.4

114.24

75

6061铝

2.7

68

167

23

25.19

7.26

单晶硅

2.33

130

148

2.5

55.79

59.2

煦和光电 (Shalom EO) 碳化硅陶瓷与其他常见对应材料的对比图


这些特性确保了精密碳化硅陶瓷能够在严苛的应用中提供可靠的性能。作为核心材料或部件,我们的碳化硅陶瓷在光电设备、精密仪器、高铁设备和新能源汽车等装备制造领域展现出巨大的市场前景。我们还成功研发了超大尺寸4.03米碳化硅反射镜。

杭州煦和光电 (Shalom EO) 可根据客户需求定制RB碳化硅陶瓷。此外,我们还提供各种陶瓷元器件,包括SiC反射镜(包括超大口径反射镜、振镜扫描镜、扫描镜、快速转向镜)、碳化硅结构件(单片SiC陶瓷框架、安装基板等)精密碳化硅卡盘及半导体、集成电路/IGT 用衬底。

这些 SiC 陶瓷基产品的特点如下:

1)SiC 陶瓷反射镜:

-应用:用于先进的光电系统

a) 超轻量化:

  • 背部肋条厚度 1-3mm
  • 中空结构进一步减轻重量
  • 减重率高达 90%
  • 最小面密度优于 10kg/m^2

b) 复杂结构 SiC 陶瓷反射镜:

  • 中空结构减轻镜坯重量
  • 背面半封闭结构提高镜坯刚性
  • 光机一体化结构减轻镜坯重量

    c)振镜扫描镜、扫描镜、快速转向碳化硅反射镜:

    • 低转动惯量
    • 高谐振频率
    • 高热稳定性
    • 无毒(是Be的良好替代品)


    2)碳化硅结构件

    -应用:用于精密集成碳化硅框架、安装基板和其他类型的结构件,用于精密光电系统、半导体制造设备等领域


    3)精密SiC陶瓷卡盘和SiC陶瓷基板

    -应用:用于半导体制造设备、集成电路/IGBT和其他器件的基板

    致密且均质材质优良,机械加工性能好

    可获得较高的表面精度和形状精度

    可用于制作气道、流道内部的SiC陶瓷部件