ZHENGZHOU SONGYU HIGH TEMPERATURE TECHNOLOGY CO.,LTD

Le "Cœur" des fours industriels révélé : Barres en carbure de silicium vs. Barres en molybdène de silicium : Comment choisir un élément chauffant haute température ?

Dans des industries telles que la métallurgie, la céramique et les semi-conducteurs, les fours industriels sont des équipements essentiels pour le traitement thermique des matériaux, et les éléments chauffants sont le cœur de ces fours, déterminant leur capacité de chauffage. Les barres en carbure de silicium et les barres en molybdène de silicium, en raison de leur résistance aux hautes températures et de leur stabilité, sont le choix principal pour les applications dans la plage de température de 1200-1800°C. Cependant, leurs applications diffèrent considérablement, et choisir le bon élément est crucial pour un fonctionnement efficace du four. Ce qui suit détaille les principales différences et la logique de sélection entre les deux. 1. Matériau de base et résistance aux hautes températures : De la "Tolérance de base" aux "Limites de haute température" Les différences de performance entre les barres en carbure de silicium et les barres en molybdène de silicium proviennent de leurs matériaux de base : Les barres en carbure de silicium sont fabriquées à partir de carbure de silicium (SiC) de haute pureté et sont recristallisées et frittées à 2200°C. Leur plage de température de fonctionnement normale est de 1200-1600°C, avec une température de fonctionnement maximale à court terme de 1650°C. Leurs propriétés matérielles garantissent qu'elles conservent une excellente résistance mécanique même à des températures élevées, ne nécessitent pas d'atmosphère protectrice lorsqu'elles sont utilisées à l'air et présentent une résistance stable à l'oxydation.Les barres en molybdène de silicium : Fabriquées en disiliciure de molybdène (MoSi₂), un composite de molybdène (Mo) et de silicium (Si), elles sont frittées à haute température et ont une plage de température de fonctionnement plus large, atteignant 1600-1800°C, avec une température maximale à court terme dépassant 1850°C. Cependant, il est à noter que les barres en molybdène de silicium sont susceptibles à "l'oxydation à basse température" (formant MoO₃, ce qui provoque la fragilisation du matériau) dans la plage de 500-800°C. Par conséquent, lors du démarrage, la température doit être augmentée rapidement pour dépasser cette plage, ou des mesures de protection doivent être mises en œuvre. 2. Logique de sélection de base : Correspondance des "Exigences de température" avec le "Scénario de processus"En production réelle, il n'est pas nécessaire de rechercher aveuglément des "températures plus élevées". Au lieu de cela, tenez compte des exigences de base des fours industriels lors de la sélection d'un modèle :Barres en carbure de silicium : Pour les températures de processus comprises entre 1200 et 1500°C (telles que le frittage de corps céramiques, la trempe de métaux ordinaires et le recuit du verre), et pour une rentabilité et une facilité d'entretien élevées, les barres en carbure de silicium sont le choix optimal. Par exemple, les fours tunnels dans les usines de céramique domestiques et les petits fours de traitement thermique dans les usines de quincaillerie utilisent souvent des barres en carbure de silicium comme éléments chauffants.Barres en molybdène de silicium : Pour les températures de processus supérieures à 1600°C (telles que le frittage de céramiques de précision, le traitement thermique de métaux spéciaux (alliages de titane, alliages à haute température) et la synthèse à haute température de matériaux semi-conducteurs), ou lorsque des vitesses de chauffage et une précision de contrôle de la température extrêmement élevées sont requises, les barres en molybdène de silicium sont plus appropriées. Par exemple, les fours de traitement thermique pour les composants en alliage à haute température dans l'industrie aérospatiale et les fours de frittage à haute température de précision dans les laboratoires utilisent tous des barres en molybdène de silicium comme éléments chauffants de base. 3. Conseils d'utilisation : Détails clés pour prolonger la durée de vie des éléments chauffantsQuel que soit l'élément choisi, une utilisation appropriée peut prolonger considérablement sa durée de vie :Évitez la "cuisson à sec" : Avant de démarrer un four industriel, assurez-vous que le matériau chauffé ou une atmosphère protectrice est présent dans la chambre du four pour empêcher les éléments d'être exposés aux températures élevées d'un four vide, ce qui accélère le vieillissement.Contrôle stable de la température : Évitez les démarrages et arrêts fréquents ou les augmentations et diminutions rapides de la température, en particulier pour les barres en molybdène de silicium, qui doivent rapidement traverser la zone d'oxydation à basse température de 500-800°C.Inspection régulière : Pendant la production quotidienne, inspectez attentivement la surface de l'élément pour détecter les fissures et les déformations. En cas de dommage, remplacez-le rapidement pour éviter d'affecter l'efficacité globale du chauffage.En tant que "source d'énergie de base" des fours industriels, les barres en carbure de silicium et les barres en molybdène de silicium, bien que d'apparence compacte, sont directement liées à l'efficacité de la production et à la qualité des produits. Comprendre leurs caractéristiques et leurs principes de sélection peut garantir que les fours industriels fonctionnent avec précision lors des opérations à haute température, protégeant ainsi les processus de traitement thermique de diverses industries.

Procédé de fabrication des barres de carbure de silicium et des barres de molybdène de silicium

Procédé de fabrication des baguettes de carbone (baguettes de carbone de silicium) Préparation des matières premières: la poudre de carbure de silicium de haute pureté est lavée à l'acide et à l'alcali pour éliminer les impuretés, mélangée avec un liant de résine phénolique et une petite quantité d'additifs pour fabriquer une ébauche plastique. Moulage: les baguettes droites sont extrudées, et les pièces complexes de forme spéciale sont pressées isostatiquement (compactage à haute pression de 100-200 MPa) pour obtenir une ébauche d'une forme définie. Séchage: séchage progressif à 60-150℃ pour éliminer l'humidité et les matières volatiles afin d'éviter les fissures de frittage. Frittage: frittage à 1600-2200℃ dans une atmosphère inerte, les particules de carbure de silicium sont combinées par diffusion en phase solide pour former une structure dense. Traitement des électrodes: une suspension métallique est pulvérisée aux deux extrémités et cuite pour former une couche conductrice, et la taille est corrigée par meulage pour compléter le produit fini. Procédé de fabrication des baguettes de molybdène Préparation de la poudre de molybdène: le molybdate d'ammonium est calciné pour générer du trioxyde de molybdène, puis l'hydrogène est réduit en deux étapes (500-1100℃) pour obtenir de la poudre de molybdène de haute pureté (pureté ≥99,95%).​ Moulage: la poudre de molybdène est chargée dans le moule et pressée en une ébauche verte par pressage isostatique à froid (150-200 MPa).​ Frittage: frittage à haute température à 1800-2200℃ sous protection d'hydrogène, les particules de poudre de molybdène sont fusionnées et la densité atteint plus de 98 % de la valeur théorique.​ Usinage et traitement thermique: laminage ou forgeage à chaud à 1200-1400℃ pour réduire le diamètre et améliorer la résistance ; recuit à l'hydrogène à 1000-1200℃ pour éliminer les contraintes.​ Finition: meulage fin du cercle extérieur pour contrôler la tolérance (±0,02 mm), coupe à une longueur fixe pour garantir que la rugosité de surface est conforme à la norme.​ Les deux nécessitent un contrôle strict de la pureté des matières premières et s'appuient sur une atmosphère protectrice pour éviter l'oxydation pendant la production. Les baguettes de carbone se concentrent sur le processus de frittage pour contrôler la conductivité, tandis que les baguettes de molybdène sont essentielles pour réduire la poudre et le traitement à chaud afin d'assurer la résistance. En fin de compte, les deux doivent passer des tests de densité et de résistivité pour garantir la qualité.

Facteurs affectant la durée de vie des éléments chauffants

La durée de vie des matériaux de chauffage électrique à tiges en silicium-molybdène est influencée par une multitude de facteurs.Elle est également compromise par des aspects tels que la température de fonctionnement des composants, la charge de surface sur les sections chaudes des composants, l'environnement naturel ambiant (y compris les atmosphères et les substances dangereuses), les modes d'alimentation (opération intermittente ou continue),ainsi que les arrangements de connexion en série - parallèle pendant le processus de demande, et les conditions de charge des composants à différentes températures. En termes de résistance à la corrosion, les matériaux de chauffage à tiges en silicium et molybdène résistent bien aux environnements acides pendant leur utilisation.Le film de silice protecteur qu'ils forment est endommagé., entraînant une détérioration à des degrés divers au cours de leur durée de vie.ces composants peuvent tolérer des températures et des charges de surface relativement élevées lorsqu'ils sont utilisés dans diverses conditions atmosphériques. Les tiges en silicium et en molybdène présentent une série de caractéristiques avantageuses pour les applications à haute température: elles présentent une résistance à la chaleur, une résistance à l'oxydation, une résistance à la corrosion, une capacité de chauffage rapide,une longue durée de vie, une déformation minimale à haute température, une facilité d'installation et d'entretien, ainsi qu'une excellente stabilité chimique.ils peuvent fournir une sortie de température stableEn outre, ils permettent une régulation automatique de la température suivant des courbes spécifiques dictées par les processus de production.le chauffage à la tige au silicium et au molybdène est à la fois pratique et fiable. Ces barres ont trouvé une large application dans de nombreux secteurs industriels à haute température, notamment la fabrication de dispositifs électroniques, la production de matériaux magnétiques permanents,métallurgie des poudres, la céramique, le traitement du verre stratifié, la fabrication de matériaux semi-conducteurs, les opérations de profilage et d'essai, ainsi que les activités de recherche scientifique.Ils sont intégrés dans divers appareils de chauffage tels que les fours de tunnel., fours à rouleaux, fours à verre, fours de frittage sous vide, fours à résistance de type boîte, fours de fusion, servant de composants clés du chauffage électrique. Cependant, un mal de tête courant pour de nombreux utilisateurs réside dans le "problème de rupture de la tige" qui survient fréquemment pendant les phases d'achat et d'utilisation, causant des inconvénients considérables.

Plusieurs précautions pour l'utilisation de tiges de silicium carbone

1. Protection de surface​   Tout d'abord, chauffer la barre de carbure de silicium pour former un film dense d'oxyde de silicium à sa surface. Ce film est comme un film protecteur anti-oxydation, qui peut prolonger considérablement la durée de vie de la barre de carbure de silicium. Pendant l'utilisation, le revêtement gazeux dans le four peut également être utilisé pour renforcer davantage l'effet protecteur et empêcher la fissuration de la barre de carbure de silicium. ​ 2. Gestion de la température et du courant​   Deuxièmement, la température de surface de la barre de carbure de silicium est positivement corrélée au courant. Plus la température de surface est élevée, plus le courant est élevé. Lors de son utilisation, elle doit être strictement contrôlée, et sa longueur de chauffage effective doit généralement être contrôlée dans les Δ60℃. En même temps, la puissance réelle sur la surface de la barre de carbure de silicium est déterminée par la température du four et la température de surface de la barre de carbure de silicium. Faites attention à ces deux paramètres de température pendant le fonctionnement pour assurer un fonctionnement stable de l'équipement. ​ 3. Sélection de la méthode de connexion​   En termes de connexion, lors de l'utilisation de barres de carbure de silicium, la connexion parallèle doit être sélectionnée autant que possible. Ceci afin d'éviter d'endommager la barre de carbure de silicium en raison d'une charge de résistance excessive et d'assurer la sécurité de l'équipement.

Principe de fonctionnement des éléments de chauffage SIC

Le principe de fonctionnement des tiges de silicium carbone est basé sur les caractéristiques des semi-conducteurs et les propriétés physiques et chimiques de sa principale matière première, le carbure de silicium de haute pureté.Du point de vue de la conductivitéLe carbure de silicium est un semi-conducteur à large bande à température ambiante, il y a peu de porteurs libres et une résistance élevée.Les électrons absorbent de l'énergie et sautent dans la bande de conduction pour former du courantLa vibration de la grille aide la migration des électrons à réduire la résistance, et lorsque la température augmente, la largeur de l'intervalle diminue.L'augmentation de la concentration du support entraîne une modification de la résistance avec un coefficient de température négatifEn ce qui concerne le mécanisme de chauffage, suivant la loi de Joule, lorsque le courant passe à travers la tige de silicium carbone, la collision entre le support et le réseau génère de la chaleur.Au cours du processus de travail, les différentes phases de température présentent des caractéristiques différentes: la résistance diminue lentement de la température ambiante à 400°C;la résistance diminue de manière significative à partir de 400-700°C et la vitesse d'oxydation s'accélère, ce qui nécessite une augmentation rapide de la température pour traverser; au-dessus de 700°C, un film protecteur dense de dioxyde de silicium se forme à la surface, le taux d'oxydation ralentit et entre dans une zone de travail stable.Pour assurer la stabilité de l'énergie, un transformateur réglable ou un régulateur de puissance de thyristor est nécessaire pour régler la tension en temps réel en fonction de la température.la haute conductivité thermique de la tige de silicium carbone permet à sa chaleur d'être rapidement transférée à la surfaceLa pellicule protectrice de dioxyde de silicium auto-générée sur sa surface peut empêcher l'oxygène de pénétrer et prolonger sa durée de vie..Cependant, lorsque la résistance augmente de manière anormale, que le stress thermique provoque une fracture mécanique ou que la corrosion chimique détruit le film d'oxyde, la tige de silicium-carbone échoue.

La recherche sur les matériaux composites à base de polymères a remporté le premier prix du Prix du progrès scientifique et technologique d'Anhui.

Les résultats du prix Anhui Science and Technology Progress Award ont été annoncés. and the project "Key Technologies and Industrialization of Waterborne/Solvent-free Polyurethane Composite Materials" in which Professor Qian Jiasheng and Professor Xia Ru participated won the first prizeL'équipe du projet a développé de manière innovante des technologies clés pour la synthèse de résines de polyuréthane biosolides sans solvant et à l'eau et des technologies clés pour la régulation de l'interface de revêtement.La mise en œuvre de la politique de l'environnement dans le secteur de l'industrie a permis de surmonter les principaux goulets d'étranglement techniques communs à l'industrie mondiale dans la difficulté d'équilibrer la protection de l'environnement., la durabilité et la fonctionnalité des matériaux composites en cuir synthétique au polyuréthane.

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Le 10 juin 2025, la "Conférence sur l'innovation et le développement durable des entreprises en matière de composites en Chine" de deux jours s'est terminée avec succès au Hyatt Regency Songjiang de Shanghai.Plus de 300 élites de l'industrie, des experts, des universitaires et des représentants d'entreprises du monde entier ont discuté du thème "Innovation en matière de composites, productivité de nouvelle qualité et développement durable des entreprises",analysé la nouvelle tendance de développement de l'industrie, ont évalué les opportunités et les défis futurs et discuté de nouvelles idées et de nouvelles voies pour l'industrie des composites afin de cultiver une nouvelle productivité de qualité et un développement durable.

La conférence de développement de l'industrie des alliages nanocristallins amorphes 2025 s'est tenue à Shanghai

Le 11 juin, la conférence sur le développement de l'industrie des alliages nanocristallins amorphes 2025 s'est tenue au Shanghai New International Expo Center. and corporate representatives from the fields of amorphous nanocrystalline and upstream and downstream industrial chains across the country gathered in Shanghai to discuss and exchange the latest research resultsLes résultats de cette étude ont été publiés dans les journaux et les journaux de l'Union européenne et ont été publiés dans les journaux nationaux.analyse de l'industrie des matériaux en alliages amorphes, et le développement de l'industrie des matériaux magnétiques.