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真空炉中的硅碳棒理化指标和不同气氛下影响及解决办法

作者: 编辑: 来源: 发布日期: 2020.12.07
信息摘要:
真空炉中的硅碳棒理化指标和不同气氛下影响及解决办法

真空炉中的硅碳棒元件在空气中使用到800℃时开始氧化,温度达到1000-1300℃时,发热部表面生成一层二氧化硅保护膜,1300℃时结晶出方石英,在1500℃时,保护膜达到一定的厚度,从而使元件的氧化速度变得极为缓慢,趋于稳定。如果继续升温至1627℃以上时,则保护膜受到破坏,氧化速度显著增加,造成元件过早损坏。

硅碳棒元件在使用过程中虽然氧化极为缓慢,但长时间运行仍然会导致电阻值增大,这种现象叫做“老化”。为了减缓“老化”速度,在特殊的气氛条件下,我们可提供不同类型保护涂层的元件来提高其使用寿命。


密度 
Bulk density
2.5 g/cm3
气孔率
Porosity
 23%
执传导率 
Thermal Conductivity (1000°℃)
14~19W/m-C
抗折强度
Rupture strength 
50MPa (25℃)
比热
Specific Heat 
1.0ki/kgC(25~1300C)
热膨胀系数 
Coefficient of thermal
expansion (1000℃
4.5x 105



气氛

Atmosphere

对元件的影响

Effect

解决办法

Solution

推荐涂层

Recommend Coat

水蒸汽和湿气

Vapor and Moisture

比在干燥大气中使用寿命缩短约20%

Service life shortened 20% than in dry air

新炉子运行或旧炉子长时间不工作再使 用时,要先低温充分干燥后再升温

New furnace or old furnaces not work long time, to dry at low temperature completely and then heat up

A涂层

A coat

氮气

Nitrogen gas

温度超过1400度时氮气与碳化硅反应生成 氮化硅,使元件变脆,寿命缩短,受露点 影响与氢气的状况相同

Above 1400°C, nitrogen will react with SiC to form silicon nitride, elements will become fragile and service life shortened. The effect by dew point is same as H2

建议炉温在1300度以下使用,表面负荷 尽量小

The recommended furnace temperature not higher than 1300°C, surface loading as low as possible

B涂层

B coat

氢气

Hydrogen

元件上升到1350度以后电阻急速增加,机 械强度也下降,而且根据气体干湿的不同 寿命也差别很大

The mechanical strength decreasing when elements temperature exceeds 1350°C, and also service life much depends on intensity of moisture.

建议炉温在1300度以下使用,表面负荷 小于5W/CM2

Operation temperature lower than 1300°C, surface loading less than 5W/CM2

C涂层

C coat

氨气

Ammonia

与氢气、氮气的状况相同

Same as hydrogen and nitrogen

建议炉温在1300度以下使用,表面负荷 小于5W/CM2

Operation temperature lower than 1300oC, surface loading less than 5W/CM2

B涂层 C涂层

B coat

C coat

分解气体

Disassociated gas (Mixture of N2, CO, C02 , h2, ch4 )

加热过程中元件表面附着分解后的碳黑, 造成棒体疏松

Carbon black from decomposed hydrocarbon on elements surface will cause elements rod loose.

经常向炉内输送空气,让多余的碳燃烧。 在炉子构造方面,保持加热元件间有足 够的间隔以防止短路.

Introducing air into furnace frequently to burn up additional Carbon. At side of furnace design, keep enough space between elements to prevent short circuit.

 

(s. S2)

元件温度升到1300度后, 元件表面被 侵蚀,电阻急剧增加

Above 1300°C, surface of elements will be corroded and resistance increasing rapidly.

将元件温度控制在1300度以下

Keep elements temperature lower than 1300°C

 

真空

Vacuum

在高真空中不能生成二氧化硅保护膜,碳 化硅自行分解,寿命缩短

SiO2 protect film will not be formed, SiC decomposed itself and service life shortened.

0.13Pa以上的压力和1100 度以下 的炉温使用

Using in pressure over 0.13Pa and furnace temperature under 1100°C

 

其他

Others

由被处理物产生的各种物质,如铅、歸、 碱金属的化合物与元件反应,使其寿命 缩短

Various substances from treated materials, such as Pb, Sb, alkali metal react with elements, which may shorten elements service life.

预先将这些物质从处理物中除掉,炉内 设排气口以便减弱其影响

To get rid of these substances in advance, design gas outlet in furnace in order to decrease the effect.

D涂层 D coat





真空炉中的硅碳棒

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