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新型導電型陶瓷研究報告(概論)

文章出處:原創網責任編輯:黃丹丹作者:趙玉龍人氣:-發表時間:2016-06-15 17:11:00【

  一般意義上的陶瓷材料與導電性是互不相干的,甚至更像是一對水火不容的冤家對頭。陶瓷材料一般具有極高的絕緣性,所以在很多電氣設施方面有著廣泛的應用,如高壓絕緣環、絕緣襯板、各種接線端子絕緣套等。
  傳統的導電材料如鐵、鋁、銅、銀、金、鉑等無一例外都是金屬,這是其天生的性質所決定的,金屬導體應用于世界上99%的電氣領域。而隨著科技的日益發展和新材料領域的不斷拓寬,傳統的金屬導體的局限性也日漸顯現,如超高溫環境、高腐蝕環境、耐超高電壓擊穿環境等。在這些領域內,金屬導體并非不可使用,而是要以犧牲壽命為代價,這無疑增加了使用者成本。舉個例子,單晶硅或多晶硅冶煉爐所使用的電極棒需要連續工作在1600攝氏度以上,這個溫度下傳統的金屬導體已經被融化。又或者在一些電解行業,由于加熱環境中可能存在各種腐蝕性氣體或液體,金屬導體不但要面對高溫的挑戰,更要面對腐蝕性物質的侵襲,對電極的損壞是極為嚴重的。
  以硅冶煉行業為例,為了解決電極高溫融化問題,很多企業將電極材料選為石墨,雖然短時間內解決了融化問題,但石墨在有氧環境中600度以上就開始出現氧化,其本身的灰化效應會對各類高純度硅產品造成不可逆的污染,這是比電極融化更嚴重的問題。
為了解決這些問題,人們開始研究將陶瓷材料與導電性進行結合,尋找一種更為優良的金屬導電體的替代品。
  目前市面上已經出現了類似產品,其主要原理是在傳統的氧化鋁陶瓷材料表面涂上一層金屬涂層,以陶瓷為骨架,涂層為導體,實現部分導電性。由于這種導電陶瓷是利用表面的一層金屬物質進行導電,不可避免的會產生的嚴重的“集膚效應”(不了解的同學請自行百度),其導電效率和壽命是相對較低的,很難進行大規模推廣。
  眾所周知,無壓燒結碳化硅陶瓷材料具備極高的耐溫性和耐腐蝕性,其化學穩定性在各種材料中是極具優勢的。如果能將無壓碳化硅陶瓷通過特殊工藝改進,使之保留原有優勢的同時也能用于導電領域,這是否可行呢?答案是肯定的。
  金蒙公司分公司通過不斷的技術攻關,現已研發成功一種新型的可導電陶瓷材料。新材料以碳化硅為基體,通過特殊工藝將碳原子晶體以鏈式結構均勻分布在碳化硅基體內部,以碳化硼為穩定元素,保證碳原子晶體鏈不會被碳化硅分子所隔斷,保證鏈完整,從而實現了良好的導電性。
  這種材料不同于普通的涂覆類材料,是通體可導電。該材料體積密度保持在3.06以上,具備良好的機械性能和化學穩定性,有氧環境中耐高溫度可達1700度以上,耐腐蝕、耐摩擦,幾乎無灰化,不會造成二次污染。
  這一新材料目前正在國內多家大型硅冶煉企業進行產品試驗并已獲得初步認可,相信在不遠的將來,這一新材料將會得到大規模應用,不單是硅冶煉行業,其他行業如有色金屬冶煉、電解等行業均會出現該新材料的身影。
  山東金蒙新材料股份有限公司致力于各種新材料的研發,以技術創新和產品研發為企業注入生命力,為各類特殊領域材料應用提供合理、科學的解決方案,助力中國新材料行業進步。

此文關鍵字:碳化硅
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