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气孔率可以使硅碳棒颗粒之间靠的更近

2022-03-08 18:13:05     点击:

    从图中可以看出在1600 C时,2#, 3#试样分别在580min, 136min时烧断,1#试样在保温600min后电阻增加了约15a硅碳棒电热元件电阻增长速度明显快1350℃时的增长速度。这可能是因为硅碳棒在1600℃高温下,己不是分子氧在二氧化硅膜中的扩散为主控制步骤而是由离子氧的扩散为主控制步骤。文献中指出当温度超过1400℃时,会有活性氧化发生。此外硅碳棒表面氧化生成的的Si伍高温下可能与杂质生成低熔点的硅酸盐,这些硅酸盐化合物在高温时呈液态,氧在其中的扩散速度要比在Si0:高12个数量级,随时间的延续对硅碳棒的腐蚀越来越严重。这些都使得硅碳棒电热硅碳棒的有效导电界面急剧减少,从而使硅碳棒的电阻呈加速增长的趋势。而2#, 3#具有较高的显气孔率,因此在1600℃时氧化的更为严重,电阻随之快速增长。在比较硅碳棒电热元件损毁情况时发现2#, 3#样品具有基本相同的显气孔率,但3#与2#相比,在1600℃使用时电阻增长及损毁都非常快。比较图4-9的可以推断,这是颗粒结合状态不同所带来的差异。在颗粒结合部位,这些“烧结颈”较细部位具有很高的电阻,它与其他较粗部位形成串并联电路。而在这些“烧结颈”较细位置,产生了比别处高的多的热量,此外“烧结颈”自身就属于晶界、缺陷密集区,存在大量的缺陷、杂质,这些都会使烧结颈更容易出现大量的硅酸盐液相和快速氧化(如图4-1所示)。这些产物将使此处的有效导电截面进一步减少,从而使此处的局部电阻进一步急剧增长。在这种局部“烧结颈”的电阻较高导致的局部过热一局部急剧氧化一局部电阻急剧增加的循环中,硅碳棒电热元件很快失效。

    降低硅碳棒的气孔率可以使硅碳棒颗粒之间靠的更近,可以提高电热元件的有效导电界面,因而使硅碳棒具有较低的电阻:显气孔率则反映sic颗粒与氧气发生氧化反应的通道,通过降低显气孔率和提高颗粒粒径可以改善硅碳棒的抗氧化性能。

    颗粒结合部位的“烧结颈”越粗,硅碳棒的导电性能越优异,通过适当的颗粒级配可以使硅碳棒的大颗粒基本烧成一体,从而使硅碳棒具有优秀的电性能,并能防止电热元件因局部电阻偏高所导致的“局部过热一局部急剧氧化一局部电阻急剧增加”的快速损毁。www.zbqunqiang.cn


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