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影响碳化硅板寿命的因素

2019-08-30

碳化板使用寿命的影响因素首先要取决于确定炉内容积,再根据需要达到的炉膛温度1300度确定需要的总功率,江苏碳化硅厂家根据炉膛尺寸,炉用功率和炉膛温度确定硅碳棒的规格尺寸,由此算出每一只硅碳棒发热体部分的表面积。在1300度的炉温下,硅碳棒的使用负荷密度为14*2/3(W/cm2),算出每一只棒的功率数,再由总功率和每一只棒的分功率算出所需的硅碳棒的支数量。根据外接电路和调压设备确定每一只棒的电阻值。硅碳棒温度越高寿命越短。

特别是在炉膛温度超过1600℃以后,氧化速度加快,硅碳棒的使用寿命变短,所以请尽量不要让硅碳棒表面温度过高,即有必要缩小炉膛温度与硅碳棒温度之差。表面负荷密度指棒的发热部单位表面积所允许承载的额定功率。表面负荷密度=额定功率(W)/ 发热部表面积(cm2)。负荷密度大则发热体表面温度与炉膛温度之差也大。负荷密度大则棒体表面温度高,电阻增长快, SIC棒的寿命短。因此,碳化硅板表面温度负荷密度、炉内气氛、温度与SIC棒老化速度成正比,与SIC棒的寿命成反比。

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在烧成中硅碳棒与很多烧成物挥发出来的化学物质之间的会发生反应,如果与水、氢、氮、硫、卤素等气体及熔融的铝、碱、盐、熔融金属、金属氧化物接触的话,也会发生反应、腐蚀或氧化现象。硅碳棒在连续式窑炉与间歇式窑炉中,前者的寿命较长。硅碳棒在使用中表面氧化生成二氧化硅薄膜,长时间使用使二氧化硅皮膜增加,碳化硅板阻值也随之增加。二氧化硅薄膜在结晶临界点(270℃)附近发生异常膨胀、收缩。因在间歇式窑炉中间断使用总在此温度上下浮动,所以反复破二氧化硅薄膜,加速氧化。因此停电炉温降至室温时经常急剧增加电阻。

如果硅碳棒阻值不同,串联时电阻高的硅碳棒负荷较集中,易导致某一根硅碳棒的电阻快速增加,寿命变短。硅碳棒一般是串、并联接线结合使用。建议采用2根串联为一组后多组并联。特别当炉内温度超过1350℃时须并联。三相接线时建议使用开放三角形接线。


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