실리콘 카바이드(SiC) 발열체는 특히 열 순환 조건에서 몰리브덴 디실리사이드(MoSi2) 발열체보다 더 부서지기 쉽습니다.이러한 취성으로 인해 SiC는 균열 및 기계적 고장에 더 취약합니다.MoSi2 소자는 고온 애플리케이션에서 더 나은 내구성을 보여주지만 산화 박화 및 특정 대기 요건과 같은 자체적인 한계가 있습니다.이러한 소재 중 선택은 온도 범위, 가열 속도 및 대기 호환성과 같은 작동 조건에 따라 달라집니다.
핵심 사항을 설명합니다:
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취성 비교
- SiC 발열체는 MoSi2보다 취성이 높아 급격한 온도 변화나 기계적 스트레스 시 균열이 발생할 위험이 높습니다.
- MoSi2는 고온에서의 연성 거동으로 인해 열 순환에 대한 저항성이 우수하지만, 시간이 지남에 따라 입자가 성장하면 표면이 열화될 수 있습니다.
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실패 메커니즘
- SiC는 취성으로 인해 치명적으로 실패하는 반면, MoSi2는 산화 또는 입자 성장으로 인해 점진적으로 얇아집니다.
- MoSi2의 보호 SiO2 층은 산화 분위기 레토르트 용광로에서 재생될 수 있습니다. 분위기 레토르트 용광로 1450°C 이상에서 손상 후 기능을 복원합니다.
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대기 종속성
- MoSi2는 공기가 아닌 대기(예: 아르곤, 진공)에서 더 높은 온도(공기 중 최대 1800°C)를 견디며 SiC보다 성능이 뛰어납니다.
- SiC의 열 전도성은 빠른 가열에는 적합하지만 취성 관련 고장을 악화시킵니다.
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운영 고려 사항
- "해충 산화"(표면 가루화)를 방지하기 위해 550°C 공기에서 MoSi2 사용을 피하세요.
- SiC는 깨지기 쉬우므로 특히 열 주기가 빈번한 애플리케이션에서는 취급 시 주의가 필요합니다.
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재료 안정성
- MoSi2는 대부분의 산/알칼리(HNO3/HF 제외)에 저항하는 반면, SiC의 세라믹 구조는 화학적 불활성을 제공하지만 기계적 복원력은 떨어집니다.
고온 안정성의 경우 산화 민감도에도 불구하고 MoSi2가 선호되는 반면, SiC는 취성으로 인해 동적 열 환경에서의 사용이 제한됩니다.결정은 내구성 요구 사항과 대기 및 열 요구 사항의 균형을 맞추는 데 달려 있습니다.
요약 표:
속성 | SiC 발열체 | MoSi2 발열체 |
---|---|---|
취성 | 높음(균열이 발생하기 쉬움) | 낮음(연성이 높음) |
열 순환 | 불량(취약) | 좋음(저항력 있음) |
공기 중 최대 온도 | 최대 1600°C | 최대 1800°C |
산화 저항 | 좋음 | 불량(시간이 지남에 따라 얇아짐) |
내화학성 | 우수 | 양호(HNO3/HF 제외) |
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