碳化硅与石墨坩埚--有何区别

导言

密度和耐热性等性能进行比较。  碳化硅与石墨坩埚.石墨的密度约为 1.8-2.1 g/cm³，在高达 3000°C 的温度下不会被破坏。因此，碳化硅坩埚的密度接近 3.1 g/cm³，在 1600°C 左右的温度下仍能保持良好的性能。这两种坩埚都用于热炉。了解它们在金属熔炼中的作用。

什么是石墨坩埚？

石墨坩埚 达到 3000°C。这是高温！它能熔化铝和铜。它很轻，因为密度为 1.8 g/cm³。强度高，因为它使用 SiO₂ 涂层。这种材料的热流量为 200 W/m- K，具有出色的熔化能力。

什么是碳化硅坩埚？

碳化硅坩埚的温度可达 1600°C。但硬度更高，莫氏硬度为 9。中间的比较 "石墨坩埚与碳化硅坩埚 "显示，这种坩埚重达 3.1 克/立方厘米。它适用于铁和铅铸造。强度为 300 兆帕。

石墨坩埚与碳化硅坩埚 - 主要区别！

- 熔点

石墨坩埚在 3,650°C 时熔化，但碳化硅在 2,700°C 时停止。这就需要改变熔炉。石墨坩埚与碳化硅坩埚的对比显示碳化硅加热更快。两者熔化金属的方式不同。

热量任务高，但温度不同，它们可以针对不同的熔炉和合金适当运行。

- 耐化学性

碳化硅很容易处理强酸。氟也不会伤害它。在这里，石墨的效果并不好。石墨坩埚与碳化硅坩埚的对比显示，碳化硅的耐化学性更好。

当涉及熔盐时，这很有用。它们都可以与不同的金属或化学物质相匹配，这取决于它们在熔炉中的作用。

- 材料孔隙率

气体更容易通过，因为石墨的孔隙率增加了 10%。熔化金属时，气体无法进入碳化硅。这有助于金属保持纯净。石墨坩埚与碳化硅坩埚的对比显示，碳化硅的多孔性使其在纯度方面更胜一筹。如果在这种情况下使用石墨，那么气体会削弱工艺。

- 导电性

碳化硅具有抗电性，石墨具有导电性。碳化硅有 1.0e+06 Ω-cm，石墨有 10⁶ Ω-cm，105 S/m。在 电炉 这是一个问题。电弧熔化取决于导电性。

石墨的电加热效果更好。石墨不适合电熔，但非常适合绝缘。金胜碳素石墨电极的导电性能更好，可实现电弧炉的高效运行。

- 热稳定性

与传统材料相比，SiC 能够快速吸收和释放高达 1,500°C 的热量变化。当温度发生变化时，石墨更容易开裂。

因此，SiC 可以在热量快速变化的情况下稳定运行。不过，根据炉内温度的不同，每种材料都适用于其他用途，其中碳化硅在炉温快速变化时性能最佳。

- 抗氧化性

石墨在 450°C 时会氧化，但碳化硅的氧化能力更强，可承受高达 1,000°C 的高温。碳化硅在氧气中也能保持强度。这是因为碳化硅在重氧环境中具有优势。石墨必须受到自我保护，否则会磨损得更快。在抗氧化性方面，碳化硅再次胜出，在高温、充满氧气的过程中仍能保持完好无损。

- 吸热

碳化硅吸收的热量（1.23 J/g-K）比石墨（1.75 J/g-K）少，但释放得更快。这些都会改变熔化率。例如，熔炉能量受熔化金属的坩埚吸热影响。

每种材料处理热量的方式都不同。了解某种金属作业应使用何种坩埚是有益的。对于高性能金属冶炼，我们的 石墨电极 出口到 30 多个国家。

石墨坩埚与碳化硅坩埚的主要区别表！

石墨坩埚与碳化硅坩埚的导热性和耐热性对比！

- 传热效率

石墨的传热速度更快，为 700 W/m-K。碳化硅的传热速度为 360 W/m-K  碳化硅与石墨坩埚 表明碳化硅能均匀地熔化铁（Fe）。石墨的热量变化更快。不同的材料适用于不同的金属，如铝（Al）。

- 最高工作温度

碳化硅可以达到 1600°C，而石墨可以达到 3000°C。因此，石墨非常适合用于高温任务。最终，它们会像钢一样熔化这些东西。碳化硅可处理普通工作。在石墨坩埚与碳化硅坩埚的争论中，温度差异是关键。

- 保温

石墨的保温时间更长。碳化硅的热量为 0.75 J/g-K，而碳化硅的热量为 0.7 J/g-K。这意味着碳化硅的冷却速度更快。它们对铜（Cu）等金属的作用则不同。如果加热需要更长的时间，那么石墨就是一个很好的帮手，因此石墨被广泛应用于各种工艺中。

- 热降解

石墨耐高温。碳化硅在 1600°C 时开始分解。而石墨的耐热温度高达 2000°C。这种差异使得石墨的使用寿命更长。 SiC 在高温下会出现裂缝。它们的使用寿命取决于高温。

- 温度范围

石墨的稳定性从室温到 3000°C，工作温度从 -50°C 到 2500°C。碳化硅的温度范围为 -20°C 至 1600°C。它们的作用不同。

石墨和碳化硅坩埚的耐久性和机械强度！

- 断裂韧性

石墨坩埚 为 4 MPa√m.碳化硅（SiC）坩埚的韧性更高，可达 9 MPa√m。它可以承受高达 1800°C 的高温熔化。较厚的坩埚壁可阻止裂缝的产生。此外，如果压力为 3000 psi，这种坩埚也是不错的选择。

- 抗压强度

可以搬运重物。 石墨 破碎时的压力为 40 兆帕。碳化硅为 300 兆帕。1600°C以上的熔融金属可受其保护。碳化硅坩埚更厚。它们可以持续熔化。1000 kg/cm² 的压力下也能正常工作。

- 耐磨性

坩埚的耐磨性高达 1650°C。碳化硅的使用寿命更长。这使其比石墨坩埚更坚固。在 200 次熔炼中，碳化硅能抵抗摩擦。石墨坩埚与碳化硅坩埚的对比显示，碳化硅的磨损更少。它的表面硬度达到 25 GPa，高于石墨的 15 GPa。

- 裂缝扩展

碳化硅坩埚的裂缝增长速度也较慢。其热膨胀值为 4.6 μm/m°C。在 7.4 μm/m°C 时，石墨会膨胀。在受热情况下，坩埚具有很强的强度。石墨坩埚与碳化硅坩埚的对比试验显示裂纹较少。这有利于熔融金属的安全，尤其是在 1600°C 时。

- 抗冲击性

坩埚具有良好的抗冲击性。石墨可吸收 80 J 的能量。碳化硅坩埚因此更加坚硬。掉落时，它们不会轻易破裂。此外，它们在温度变化时也能保持坚固。碳化硅坩埚的重量为 2.1 克/立方厘米，是最有效的坩埚。

材料成分和结构

- 碳含量

石墨的碳含量为 95%。它的 70% 是碳化硅（SiC）。它们的原子紧密相连。石墨的 C-C 键较轻。碳化硅增加了硅原子。这使得石墨在 2500°C 时强度较高。在 +3000°C 时，石墨的熔融性更好。两者的工作原理不同！石墨坩埚与碳化硅坩埚对比显示了碳含量如何改变金属加热速度。

- 纹理对齐

碳化硅颗粒的大小为 12 微米。石墨颗粒更大，为 16 微米。由于石墨颗粒较小，因此表面更光滑。这有助于防止金属粘连！就强度而言，碳化硅的断裂韧性为 50 兆帕，而石墨的断裂韧性为 30 兆帕。裂纹受晶粒方向控制。这有助于保持坩埚的工作强度！

- 晶格

石墨的晶格间距为 3.35 Å。碳化硅的宽度为 7.48 埃，因此更坚硬。在 2000°C 时，碳化硅能更好地保持形状。这是因为其键中的硅原子使其具有这种特性。热量在晶格结构上的流动方式不同。石墨坩埚与碳化硅坩埚的设计就清楚地显示了这种差异。

- 分子键

这意味着 SiC 键的能量为 452 kJ/mol。石墨的碳键能量为 348 kJ/mol。不过，Si-C 键具有相当强的抗热裂性！根据代表们的说法，石墨能够很好地承受突然的热量变化。它们的反应方式坚固而灵活。因此，这两种石墨都适合在高温下进行不同的加热工作！

- 材料密度

不过，碳化硅的密度也更大（3.1 克/立方厘米）。石墨的密度仅为 1.9 克/立方厘米，因此密度显然不大。这样可以减缓热量并承受更大的压力。它们与重量的反应是不同的。密度大的碳化硅可以承受 2500°C 的温度。石墨较轻，因此加热速度更快。这两种材料在熔化金属时都非常费力！

特定工业应用中的性能差异！

- 钢铁铸造厂

热钢在 1,500°C 下熔化。碳化硅坩埚可抵御热量变化引起的冲击。但它们的保温速度很快，达到 130 W/m-K。这两种坩埚每天可处理 15 吨钢材。它可以经受 3000 次加热循环。由于采用了坩埚，200 千瓦功率的熔炉能更好地工作。

- 珠宝铸造

金的熔点为 1,064°C。在碳化硅坩埚中的铸造可持续 200 个循环。石墨可防止小于 0.01% 的污染，混金也不会影响金的吸收。2 kw 机器加热速度快。

石墨坩埚与碳化硅坩埚在 2 巴压力下的真空铸造中表现出更好的性能。这两种坩埚都能铸出光亮的圆环。

- 铝冶炼

铝的熔点为 660°C。 碳化硅与石墨坩埚 有助于加快加热速度，最高可达 2°C/分钟。1 200 个循环表明，碳化硅炉型的抗裂纹能力更强。它可用于 5 kW 的熔炉。产量更大的 10% 熔铝速度也更快一些。坩埚可容纳 50 公斤。

- 陶瓷制造

要制作陶瓷，温度必须达到 1 400°C。碳化硅坩埚可实现每秒 3°C 的快速加热。石墨坩埚能保持清洁，没有金属污染。每个坩埚的容量可达 50 升。它能在 1200°C 的温度下持续运行 800 次。这有助于制造光滑的陶瓷。

- 化学加工

反应器最高温度可达 1200°C。石墨坩埚耐酸，使用寿命更长。SiC 还能承受高达 2,500 PSI 的高压。这使得反应速度更快。在 100 升反应釜中，它能加热 90 W/m-K 的热流。在 100 kW 反应釜中，它们在处理热量方面也非常稳固。

哪种坩埚适合您的工艺？

- 工作温度

石墨的温度可高达 3000°C。而碳化硅本身则保持在 1 600°C 的低温状态。这会影响热流。通过对温度进行不同的管理。碳化硅的导热系数为 120 W/m-K，这有助于快速冷却或加热。工艺速度取决于正确的选择。这就是 "石墨坩埚与碳化硅坩埚 "在受热时的表现。它们各自适合不同的需求。

- 材料反应性

石墨在 450°C 以上会发生反应。碳化硅在 1600 摄氏度之前都是安全的。内部发生的反应较少。碳化硅的萃取率为 0.1 µm/年。保持清洁。防止炉子出现故障。反应性会改变 "石墨坩埚与碳化硅坩埚 "与气体或化学品的反应。保持纯净意味着明智的选择。

- 过程持续时间

石墨可持续 1,200 个循环。碳化硅可持续 2 500 个循环。碳化硅的磨损率为 0.5 毫米/年。它们的强度保持时间更长。每次循环都会影响加工时间。碳化硅的莫氏硬度为 9。更好的耐久性意味着更长的工艺需要更好的耐久性。这将使您的加工过程更顺利、更经济。

- 金属兼容性

石墨能熔化钢。碳化硅能熔化铜、黄铜和铝。碳化硅的孔隙率为 8%。不同的金属可与它们配合使用。熔化干净是为了兼容。它能保持金属的纯净。碳化硅的热膨胀率为 4.3 µm/m°C。切勿污染金属。

- 预算限制

碳化硅的成本为 $100，不过 石棉 仅为 $50。这会影响您的资金计划。它们的磨损程度不同。碳化硅的使用寿命更长，最终可以节省资金。然而，每个坩埚的价格决定了它的工作方式。节省更换坩埚的费用。明智选择。您花的钱越多，到货时间越长，您花的钱就越多。

结论

石墨坩埚 vs 碳化硅坩埚 比较热量、强度等。碳化硅能抵抗 1,000°C 的氧化，而石墨只能承受 450°C 的高温。石墨加热速度快，热流量为 700 W/m-K。请访问 金杉卡邦.