Почему черный карбид кремния можно использовать в качестве сырья для пластин клапанов молниеотводов?
Выбор черного карбида кремния для производства пластин клапанов молниеотводов в основном основан на его уникальных физических и химических свойствах. Конкретные причины включают в себя следующее:
1. Нелинейные характеристики сопротивления и электрические свойства
Черный карбид кремния имеет нелинейные характеристики проводимости, то есть сопротивление значительно снижается при высоком напряжении и остается в состоянии высокого сопротивления при низком напряжении. Эта характеристика соответствует основной функции пластины клапана молниеотвода: она быстро проводит ток разряда, когда происходит перенапряжение молнии, и восстанавливает состояние высокого сопротивления при нормальном напряжении, чтобы блокировать непрерывный ток промышленной частоты.
Высокая теплопроводность (теплопроводность 120–160 Вт/м·К) и низкий коэффициент теплового расширения позволяют эффективно рассеивать высокоэнергетическое воздействие ударов молнии и избегать локального перегрева или разрыва материала.
2. Химическая стабильность и устойчивость к высоким температурам
Черный карбид кремния может оставаться стабильным при высоких температурах (выдерживает более 1600 ℃) и коррозионных средах и подходит для использования в пластинах клапанов молниеотводов, которые часто выдерживают высоковольтные дуги и химическую эрозию.
Регулируя размер частиц и процесс спекания, можно дополнительно повысить его термостойкость, чтобы предотвратить усталостное разрушение материала, вызванное резкими изменениями температуры.
3. Адаптивность производственного процесса
Черный карбид кремния может быть превращен в структуру клапанной пластины высокой плотности с помощью микропорошкового покрытия, высокотемпературного спекания и других процессов, чтобы соответствовать требованиям молниеотводов по однородности материала и механической прочности. Например, динамические характеристики отклика клапанной пластины можно оптимизировать путем равномерного нанесения микропорошка на поверхность керамической подложки с использованием метода водного осаждения.
4. Экономическая эффективность и зрелое применение
По сравнению с другими полупроводниковыми материалами (такими как оксид цинка), процесс приготовления черного карбида кремния является зрелым и недорогим, а после смешивания с такими материалами, как оксид алюминия, электрические характеристики клапанной пластины могут быть дополнительно улучшены.
Резюме
Благодаря своим нелинейным характеристикам сопротивления, термической стабильности и технологической приспособляемости черный карбид кремния стал идеальным материалом для пластин клапанов молниеотводов, обеспечивая надежную работу оборудования в экстремальных условиях и продлевая срок его службы.