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水蒸气氧气是否对硅碳棒的生产使用有影响?

高温炉在使用过程中,根据工艺需要会通入保护气体,那么这些气体会对硅碳棒参数怎样的影响呢?

水蒸气氧气是否对硅碳棒的生产使用有影响?

水蒸气的影响:水蒸气(H2O)在1100℃时与SiC发生强烈化学反应,生成Si、SiO2和C。硅碳棒表面出现裂纹,电阻增长速度很快。

高温下,微量的水蒸汽会对硅碳棒产生明显的氧化作用,反应方程式如下:  

SiC+4H2O→SiO2+CO2+4H。  

所产生的氢气也会侵蚀硅碳棒,严重的情况会使棒发热体龟裂、膨松,缩短棒的寿命。因此有水蒸汽产生的炉膛要求预留排气口,特别是新炉烤窑一定要特别注意。  


二氧化硫(SO2)的影响:SO2在1300℃与SiC反应,故使用温度应控制在1300℃以下。

氮气(N2)的影响:当硅碳棒表面温度达到1400℃时,N2就与SiC发生反应,生成氮化硅,使硅碳棒的电阻值显著增长。

干燥空气的影响:硅碳棒能在高温(1600℃)、干燥的空气中长期使用,电阻缓慢增加。氧气(O2)与SiC在高温时发生反应,生成二氧化硅(SiO2)。由于硅碳棒表面形成了一层SiO2保护膜,因此硅碳棒具有很强的抗氧化性。

氢气(H2)的影响:在1250℃时,H2与SiC发生反应,生成甲烷(CH4),破坏SiC发热体。

氯气(Cl2)的影响:Cl2在600℃时就会与SiC发生反应,在1200℃时,Cl2会把硅碳棒完全分解。

氨气(NH3)的影响:NH3在高温时可分解成成N2和H2。故使用温度应控制在1250℃以下。

一、水蒸气和湿气
影响:会比在干燥大气中的使用寿命缩短1/5,要怎么解决这个问题呢?
解决方法:.好的方法就是新炉子试运行或者旧炉子长时间不工作再使用时,要先低温充分干燥后再升温。

二、氢气H2
影响:硅碳棒温度上升到1350℃以后电阻急速增加,机械强度也下降。而且根据气体干湿的不同寿命也差别很大。
解决方法:建议在炉内温度为1300℃以下的状态下使用。表面负荷尽量小(5W/cm2)。

三、氮气
影响:当温度超过1400℃时氮气与碳化硅反应生成氮化硅,使硅碳棒变脆,寿命缩短。受露点的影响与氢气的状况相同
解决方法:建议在炉内温度为1300℃以下的状态下使用。表面负荷尽量小(5W/cm2)。

四、硫(S、SO2)
影响:硅碳棒温度升到1300℃以后,硅碳棒表面被侵蚀、电阻急剧增加,从而大大的影响加热效率。
氮气温度超过1400℃时氮气与碳化硅反应生成氮化硅,使硅碳棒变脆,寿命缩短。受露点的影响与氢气的状况相同建议在真空气氛炉温度为1300℃以下的状态下使用。表面负荷尽量小(5W/cm2)。

五、N涂层氨气(H275%)、(N225%)与氢气、氮气的状况相同。

解决方法:建议在真空气氛炉温度为1300℃以下的状态下使用。表面负荷尽量小。

六、其他气氛气体:

N涂层分解反应气体(N2、CO、CO2、H2、CH2混合物)加热过程中硅碳棒表面附着分解后的碳黑,造成棒体疏松。

经常向真空气氛炉输送空气,让多余的碳燃烧。在真空气氛炉构造方面,保持硅碳棒间足够的间隔以防止短路。

N涂层硫(S、SO2)硅碳棒温度升到1300℃以后,硅碳棒表面被侵蚀、电阻急剧增加。

N涂层其他由被处理物产生的各种物质,如铅、锑、碱金属的化合物与硅碳棒反应,使其寿命缩短。

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