ZHENGZHOU SONGYU HIGH TEMPERATURE TECHNOLOGY CO.,LTD

Vantaggi degli elementi riscaldanti in SiC nelle applicazioni industriali

Gli elementi riscaldanti in carburo di silicio (SiC) sono sempre più popolari nelle applicazioni industriali grazie alle loro proprietà termiche ed elettriche superiori. Questi elementi sono utilizzati principalmente per il riscaldamento ad alta temperatura in vari settori, tra cui la produzione, la ceramica e la lavorazione dei metalli. Comprendere le caratteristiche e i vantaggi degli elementi riscaldanti in SiC è fondamentale per i professionisti che cercano di migliorare l'efficienza e l'affidabilità dei loro processi di riscaldamento.   Uno dei vantaggi più significativi degli elementi riscaldanti in SiC è la loro capacità di operare ad alte temperature, spesso superiori a 1.600°C (2.912°F). Questa capacità ad alta temperatura li rende ideali per applicazioni impegnative che richiedono un riscaldamento stabile e affidabile, come la sinterizzazione di ceramiche o la fusione di metalli. A differenza degli elementi riscaldanti tradizionali, gli elementi riscaldanti in SiC possono resistere a queste alte temperature senza degradazione delle prestazioni nel tempo, prolungando la loro durata e riducendo i costi di manutenzione.   Inoltre, gli elementi riscaldanti in SiC sono noti per la loro eccellente conducibilità termica, che consente cicli di riscaldamento e raffreddamento rapidi. Questa caratteristica non solo migliora l'efficienza del processo di riscaldamento, ma contribuisce anche al risparmio energetico. Poiché gli elementi in SiC possono raggiungere rapidamente la temperatura di esercizio, i tempi di inattività possono essere ridotti al minimo e i programmi di produzione ottimizzati, il che è fondamentale negli ambienti di produzione frenetici.   Un altro vantaggio significativo degli elementi riscaldanti in SiC è la loro resistenza all'ossidazione e alla corrosione. A differenza dei materiali tradizionali che possono degradarsi se esposti ad ambienti aggressivi, il SiC rimane stabile e affidabile anche in ambienti corrosivi. Questa proprietà lo rende una scelta ideale per le industrie che lavorano con materiali reattivi o corrosivi, garantendo che gli elementi riscaldanti non compromettano la qualità del processo o del prodotto.   Inoltre, gli elementi riscaldanti in SiC possono essere progettati in una varietà di forme e configurazioni per soddisfare esigenze specifiche. Che si tratti di forma a barra, a piastra o personalizzata, la loro versatilità consente l'integrazione in un'ampia gamma di sistemi di riscaldamento. Questa adattabilità è un vantaggio significativo per ingegneri e progettisti che necessitano di soluzioni personalizzate per affrontare sfide di riscaldamento uniche.   In sintesi, gli elementi riscaldanti in SiC offrono una serie di vantaggi che li rendono una scelta di punta per le applicazioni di riscaldamento industriale. Le loro prestazioni ad alta temperatura, l'eccellente conducibilità termica, la resistenza alla corrosione e il design flessibile forniscono una soluzione completa per migliorare l'efficienza e l'affidabilità dei processi di riscaldamento. Poiché le industrie di tutti i settori cercano continuamente modi per migliorare le proprie operazioni, l'adozione di elementi riscaldanti in carburo di silicio può migliorare significativamente le prestazioni e l'efficacia dei costi. La comprensione di questi vantaggi consente ai professionisti di prendere decisioni informate, migliorare le capacità operative e raggiungere il successo nei rispettivi settori.

Il "cuore" dei forni industriali rivelato: barre di carbonio di silicio contro barre di molibdeno di silicio: come scegliere un elemento di riscaldamento ad alta temperatura?

In settori come la metallurgia, la ceramica e i semiconduttori, i forni industriali sono apparecchiature fondamentali per la lavorazione termica dei materiali, e gli elementi riscaldanti sono il cuore di questi forni, determinando la loro capacità di riscaldamento. Le barre di carburo di silicio e le barre di molibdeno silicio, grazie alla loro resistenza alle alte temperature e stabilità, sono la scelta principale per applicazioni nell'intervallo di temperatura 1200-1800°C. Tuttavia, le loro applicazioni differiscono significativamente, e la scelta dell'elemento giusto è cruciale per un funzionamento efficiente del forno. Di seguito sono dettagliate le principali differenze e la logica di selezione tra i due. 1. Materiale di base e resistenza alle alte temperature: da "Tolleranza di base" a "Limiti di alta temperatura" Le differenze di prestazioni tra le barre di carburo di silicio e le barre di molibdeno silicio derivano dai loro materiali di base: Le barre di carburo di silicio sono realizzate in carburo di silicio (SiC) ad alta purezza e vengono ricristallizzate e sinterizzate a 2200°C. Il loro intervallo di temperatura di esercizio normale è 1200-1600°C, con una temperatura massima di esercizio a breve termine di 1650°C. Le loro proprietà dei materiali assicurano che mantengano un'eccellente resistenza meccanica anche ad alte temperature, non richiedono atmosfera protettiva quando vengono utilizzate in aria e mostrano una stabile resistenza all'ossidazione. Barre di molibdeno silicio: realizzate in siliciuro di molibdeno (MoSi₂), un composito di molibdeno (Mo) e silicio (Si), vengono sinterizzate ad alte temperature e hanno un intervallo di temperatura di esercizio più ampio, raggiungendo 1600-1800°C, con una temperatura massima a breve termine superiore a 1850°C. Tuttavia, va notato che le barre di molibdeno silicio sono suscettibili all'"ossidazione a bassa temperatura" (formando MoO₃, che causa fragilità del materiale) nell'intervallo 500-800°C. Pertanto, durante l'avvio, la temperatura deve essere aumentata rapidamente per superare questo intervallo, oppure devono essere implementate misure protettive. 2. Logica di selezione di base: abbinare i "Requisiti di temperatura" allo "Scenario di processo" Nella produzione effettiva, non è necessario perseguire ciecamente "temperature più elevate". Invece, considera i requisiti fondamentali dei forni industriali quando selezioni un modello: Barre di carburo di silicio: per temperature di processo tra 1200-1500°C (come la sinterizzazione di corpi ceramici, la tempra di metalli ordinari e la ricottura del vetro), e per un'elevata convenienza economica e facilità di manutenzione, le barre di carburo di silicio sono la scelta ottimale. Ad esempio, i forni a tunnel nelle fabbriche di ceramica domestica e i piccoli forni per il trattamento termico nelle fabbriche di ferramenta utilizzano spesso barre di carburo di silicio come elementi riscaldanti. Barre di molibdeno silicio: per temperature di processo superiori a 1600°C (come la sinterizzazione di ceramiche di precisione, il trattamento termico di metalli speciali (leghe di titanio, leghe ad alta temperatura) e la sintesi ad alta temperatura di materiali semiconduttori), o quando sono richieste velocità di riscaldamento e precisione di controllo della temperatura estremamente elevate, le barre di molibdeno silicio sono più adatte. Ad esempio, i forni per il trattamento termico di componenti in lega ad alta temperatura nell'industria aerospaziale e i forni di sinterizzazione ad alta temperatura di precisione nei laboratori utilizzano tutti barre di molibdeno silicio come elementi riscaldanti di base. 3. Suggerimenti per l'uso: dettagli chiave per prolungare la durata degli elementi riscaldanti Indipendentemente dall'elemento scelto, un uso corretto può prolungare significativamente la sua durata: Evitare la "cottura a secco": prima di avviare un forno industriale, assicurarsi che il materiale riscaldato o un'atmosfera protettiva siano presenti nella camera del forno per evitare che gli elementi siano esposti alle alte temperature di un forno vuoto, che accelera l'invecchiamento. Controllo stabile della temperatura: evitare avviamenti e arresti frequenti o aumenti e diminuzioni rapide della temperatura, soprattutto per le barre di molibdeno silicio, che devono superare rapidamente la zona di ossidazione a bassa temperatura di 500-800°C. Ispezione regolare: durante la produzione quotidiana, ispezionare attentamente la superficie dell'elemento per individuare crepe e deformazioni. Se danneggiato, sostituirlo prontamente per evitare di compromettere l'efficienza complessiva del riscaldamento. Come la "fonte di alimentazione principale" dei forni industriali, le barre di carburo di silicio e le barre di molibdeno silicio, sebbene apparentemente compatte, sono direttamente correlate all'efficienza produttiva e alla qualità del prodotto. Comprendere le loro caratteristiche e i principi di selezione può garantire che i forni industriali funzionino con precisione durante le operazioni ad alta temperatura, salvaguardando i processi di lavorazione termica di vari settori.

Processo di produzione di barre al carburo di silicio, barre al molibdeno di silicio

Processo di produzione delle barre di carbonio (barre di carbonio al silicio) Preparazione delle materie prime: la polvere di carburo di silicio ad alta purezza viene lavata con acido e alcali per rimuovere le impurità, miscelata con legante di resina fenolica e una piccola quantità di additivi per creare un grezzo plastico. Stampaggio: le barre dritte vengono estruse e le parti complesse di forma speciale vengono pressate isostaticamente (compattazione ad alta pressione 100-200MPa) per ottenere un grezzo di una forma definita. Asciugatura: asciugatura graduale a 60-150℃ per rimuovere umidità e volatili per prevenire la fessurazione durante la sinterizzazione. Sinterizzazione: sinterizzazione a 1600-2200℃ in atmosfera inerte, le particelle di carburo di silicio si combinano attraverso la diffusione in fase solida per formare una struttura densa. Trattamento elettrodico: la sospensione metallica viene spruzzata su entrambe le estremità e cotta per formare uno strato conduttivo, e le dimensioni vengono corrette mediante rettifica per completare il prodotto finito. Processo di produzione delle barre di molibdeno Preparazione della polvere di molibdeno: il molibdato di ammonio viene calcinato per generare triossido di molibdeno, quindi l'idrogeno viene ridotto in due stadi (500-1100℃) per ottenere polvere di molibdeno ad alta purezza (purezza ≥99,95%).​ Stampaggio: la polvere di molibdeno viene caricata nello stampo e pressata in un grezzo mediante pressatura isostatica a freddo (150-200MPa).​ Sinterizzazione: sinterizzazione ad alta temperatura a 1800-2200℃ sotto protezione di idrogeno, le particelle di polvere di molibdeno si fondono e la densità raggiunge più del 98% del valore teorico.​ Lavorazione e trattamento termico: laminazione o forgiatura a caldo a 1200-1400℃ per ridurre il diametro e migliorare la resistenza; ricottura a idrogeno a 1000-1200℃ per eliminare le tensioni.​ Finitura: rettifica fine del cerchio esterno per controllare la tolleranza (±0,02 mm), taglio a una lunghezza fissa per garantire che la rugosità superficiale soddisfi lo standard.​ Entrambi richiedono un rigoroso controllo della purezza delle materie prime e si basano sull'atmosfera protettiva per prevenire l'ossidazione durante la produzione. Le barre di carbonio si concentrano sul processo di sinterizzazione per controllare la conduttività, mentre le barre di molibdeno sono fondamentali per la riduzione della polvere e la lavorazione a caldo per garantire la resistenza. Alla fine, entrambi devono superare i test di densità e resistività per garantire la qualità.

Fattori che influenzano la durata degli elementi riscaldanti

La durata di vita dei materiali elettrici di riscaldamento a barre di silicio e molibdeno è influenzata da una moltitudine di fattori.La temperatura di funzionamento dei componenti, il carico superficiale sulle sezioni calde dei componenti, l'ambiente naturale circostante (comprese le atmosfere e le sostanze pericolose), le modalità di alimentazione (funzionamento intermittente o continuo),nonché le modalità di connessione in serie e parallela durante il processo di domanda, e le condizioni di carico dei componenti a diverse temperature. Per quanto riguarda la resistenza alla corrosione, i materiali di riscaldamento per barre di silicio e molibdeno resistono bene agli ambienti acidi durante l'uso.la pellicola protettiva di silice che formano si danneggia, con conseguente deterioramento in gradi diversi nel corso della loro vita utile.questi componenti possono tollerare temperature relativamente elevate e carichi superficiali quando utilizzati in diverse condizioni atmosferiche. Le barre di silicio e molibdeno vantano una serie di caratteristiche vantaggiose per applicazioni ad alta temperatura: presentano resistenza al calore, resistenza all'ossidazione, resistenza alla corrosione, capacità di riscaldamento rapido,una lunga durata di vita, minima deformazione ad alta temperatura, facilità di installazione e manutenzione, insieme ad eccellente stabilità chimica.possono fornire una produzione di temperatura stabileInoltre, permettono una regolazione automatica della temperatura seguendo curve specifiche secondo i processi di produzione.utilizzando silicone - molibdeno staffa di riscaldamento è sia conveniente e affidabile. Queste barre hanno trovato ampie applicazioni in numerosi settori industriali ad alta temperatura, tra cui la produzione di dispositivi elettronici, la produzione di materiali magnetici permanenti,metallurgia delle polveri, ceramica, lavorazione del vetro stratificato, fabbricazione di materiali semiconduttori, elaborazione di profili e prove, nonché attività di ricerca scientifica.Essi sono integrati in vari apparecchi di riscaldamento, come i forni a galleria., forni a rulli, forni a vetro, forni di sinterizzazione a vuoto, forni a resistenza a scatola, forni di fusione, che fungono da componenti chiave dei riscaldatori elettrici. Tuttavia, un comune mal di testa per molti utilizzatori è il problema della rottura delle barre che si verifica spesso durante le fasi di acquisto e utilizzo, causando notevoli inconvenienti.

Diverse precauzioni per l'uso di barre di carbonio di silicio

1. Protezione della superficie​   Innanzitutto, riscaldare l'asta di carburo di silicio per formare un denso film di ossido di silicio sulla sua superficie. Questo film è come una pellicola protettiva antiossidante, che può prolungare significativamente la durata dell'asta di carburo di silicio. Durante l'uso, il rivestimento gassoso nel forno può anche essere utilizzato per migliorare ulteriormente l'effetto protettivo e impedire la rottura dell'asta di carburo di silicio. ​ 2. Gestione della temperatura e della corrente​   In secondo luogo, la temperatura superficiale dell'asta di carburo di silicio è direttamente proporzionale alla corrente. Più alta è la temperatura superficiale, maggiore è la corrente. Quando si utilizza, deve essere rigorosamente controllata e la sua lunghezza di riscaldamento effettiva dovrebbe generalmente essere controllata entro Δ60℃. Allo stesso tempo, la potenza effettiva sulla superficie dell'asta di carburo di silicio è determinata dalla temperatura del forno e dalla temperatura superficiale dell'asta di carburo di silicio. Prestare attenzione a questi due parametri di temperatura durante il funzionamento per garantire un funzionamento stabile dell'apparecchiatura. ​ 3. Selezione del metodo di connessione​   In termini di connessione, quando si utilizzano aste di carburo di silicio, la connessione in parallelo dovrebbe essere selezionata il più possibile. Questo per evitare danni all'asta di carburo di silicio a causa di un carico di resistenza eccessivo e garantire la sicurezza dell'apparecchiatura.

Principio di funzionamento degli elementi di riscaldamento SIC

Il principio di funzionamento delle barre di carbonio di silicio si basa sulle caratteristiche dei semiconduttori e sulle proprietà fisiche e chimiche della sua materia prima principale, il carburo di silicio di alta purezza.Dal punto di vista della conduttivitàIl carburo di silicio è un semiconduttore a banda larga, a temperatura ambiente, ha pochi portatori liberi e una elevata resistenza.gli elettroni assorbono energia e saltano nella banda di conduzione per formare correnteLa vibrazione del reticolo aiuta la migrazione degli elettroni a ridurre la resistenza, e quando la temperatura aumenta, la larghezza della banda si riduce.L'aumento della concentrazione del vettore provoca un cambiamento della resistenza con un coefficiente di temperatura negativoPer quanto riguarda il meccanismo di riscaldamento, seguendo la legge di Joule, quando la corrente passa attraverso la barra di carbonio di silicio, la collisione tra il vettore e il reticolo genera calore.Durante il processo di lavorazione, le diverse fasi di temperatura presentano caratteristiche diverse: la resistenza diminuisce lentamente dalla temperatura ambiente a 400°C;la resistenza diminuisce significativamente a partire da 400-700°C e il tasso di ossidazione accelera, che richiede un rapido aumento della temperatura per attraversare; al di sopra dei 700°C, una densa pellicola protettiva di biossido di silicio si forma sulla superficie, il tasso di ossidazione rallenta e entra in una zona di lavoro stabile.Per garantire la stabilità dell'alimentazione, è necessario un trasformatore regolabile o un regolatore di potenza tiristorico per regolare la tensione in tempo reale in base alla temperatura.L'elevata conduttività termica della barra di carbonio di silicio consente al suo calore di essere rapidamente trasferito alla superficieLa pellicola protettiva di biossido di silicio auto-generata sulla sua superficie può impedire l'ossigeno di penetrare e prolungare la sua vita utile..Tuttavia, quando la resistenza aumenta in modo anormale, lo stress termico provoca fratture meccaniche o la corrosione chimica distrugge il film di ossido, la barra di carbonio di silicio fallisce.

La ricerca sui materiali compositi a base di polimeri ha vinto il primo premio dell'Anhui Science and Technology Progress Award

Sono stati annunciati i risultati del premio per il progresso scientifico e tecnologico dell'Anhui. and the project "Key Technologies and Industrialization of Waterborne/Solvent-free Polyurethane Composite Materials" in which Professor Qian Jiasheng and Professor Xia Ru participated won the first prizeIl team del progetto ha sviluppato in modo innovativo tecnologie chiave per la sintesi di resine di poliuretano a base biologica, prive di solventi e in acqua, e tecnologie chiave per la regolazione dell'interfaccia di rivestimento.L'obiettivo è quello di ridurre le emissioni di gas di scarico e di eliminare i principali ostacoli tecnici comuni all'industria mondiale nella difficoltà di bilanciare la protezione dell'ambiente., la durata e la funzionalità dei materiali compositi in pelle sintetica poliuretanica.

Conclusa la conferenza sull'innovazione e lo sviluppo sostenibile delle imprese cinesi nel settore dei compositi

  Il 10 giugno 2025, la conferenza di due giorni "China Composites Innovation and Enterprise Sustainable Development Conference" si è conclusa con successo all'Hyatt Regency Songjiang, Shanghai. Più di 300 élite del settore, esperti, studiosi e rappresentanti aziendali provenienti da tutto il mondo hanno discusso il tema "Innovazione dei compositi, nuova produttività di qualità e sviluppo sostenibile delle imprese", analizzando le nuove tendenze di sviluppo del settore, valutando le opportunità e le sfide future e discutendo nuove idee e nuovi percorsi affinché l'industria dei compositi coltivi una nuova produttività di qualità e uno sviluppo sostenibile.