ZHENGZHOU SONGYU HIGH TEMPERATURE TECHNOLOGY CO.,LTD

كشف النقاب عن "قلب" الأفران الصناعية: قضبان كربون السيليكون مقابل قضبان موليبدينوم السيليكون: كيف تختار عنصر تسخين بدرجة حرارة عالية؟

في صناعات مثل علم الفلزات والسيراميك وأشباه الموصلات، تعتبر الأفران الصناعية معدات أساسية للمعالجة الحرارية للمواد، وعناصر التسخين هي قلب هذه الأفران، حيث تحدد قدرتها على التسخين. قضبان كربيد السيليكون وقضبان الموليبدينوم السيليكون، نظرًا لمقاومتها العالية للحرارة وثباتها، هي الخيار السائد للتطبيقات في نطاق درجة الحرارة 1200-1800 درجة مئوية. ومع ذلك، تختلف تطبيقاتها بشكل كبير، واختيار العنصر المناسب أمر بالغ الأهمية لتشغيل الفرن بكفاءة. فيما يلي تفاصيل الاختلافات الرئيسية ومنطق الاختيار بين الاثنين. 1. المادة الأساسية ومقاومة درجات الحرارة العالية: من "التحمل الأساسي" إلى "حدود درجات الحرارة العالية" تنشأ اختلافات الأداء بين قضبان كربيد السيليكون وقضبان الموليبدينوم السيليكون من المواد الأساسية الخاصة بهما: تصنع قضبان كربيد السيليكون من كربيد السيليكون عالي النقاء (SiC) ويتم إعادة تبلورها وتلبيدها عند 2200 درجة مئوية. نطاق درجة حرارة التشغيل العادي لها هو 1200-1600 درجة مئوية، مع درجة حرارة تشغيل قصيرة الأجل قصوى تبلغ 1650 درجة مئوية. تضمن خصائصها المادية الحفاظ على قوة ميكانيكية ممتازة حتى في درجات الحرارة المرتفعة، ولا تتطلب جوًا واقيًا عند استخدامها في الهواء، وتظهر مقاومة مستقرة للأكسدة.قضبان الموليبدينوم السيليكون: مصنوعة من سيليسيد الموليبدينوم (MoSi₂) ، وهو مركب من الموليبدينوم (Mo) والسيليكون (Si)، يتم تلبيدها في درجات حرارة عالية ولها نطاق درجة حرارة تشغيل أوسع، يصل إلى 1600-1800 درجة مئوية، مع درجة حرارة قصيرة الأجل قصوى تتجاوز 1850 درجة مئوية. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن قضبان الموليبدينوم السيليكون عرضة لـ "الأكسدة في درجات الحرارة المنخفضة" (تشكيل MoO₃، مما يتسبب في تقصف المادة) في نطاق 500-800 درجة مئوية. لذلك، أثناء التشغيل، يجب رفع درجة الحرارة بسرعة لتجاوز هذا النطاق، أو يجب تنفيذ تدابير وقائية. 2. منطق الاختيار الأساسي: مطابقة "متطلبات درجة الحرارة" مع "سيناريو العملية"في الإنتاج الفعلي، ليست هناك حاجة إلى السعي بشكل أعمى وراء "درجات حرارة أعلى". بدلاً من ذلك، ضع في اعتبارك المتطلبات الأساسية للأفران الصناعية عند اختيار النموذج:قضبان كربيد السيليكون: لدرجات حرارة العملية بين 1200-1500 درجة مئوية (مثل تلبيد جسم السيراميك، وتلطيف المعادن العادية، وتلدين الزجاج)، ومن أجل فعالية التكلفة العالية وسهولة الصيانة، تعتبر قضبان كربيد السيليكون هي الخيار الأمثل. على سبيل المثال، غالبًا ما تستخدم أفران الأنفاق في مصانع السيراميك المنزلية وأفران المعالجة الحرارية الصغيرة في مصانع الأجهزة قضبان كربيد السيليكون كعناصر تسخين.قضبان الموليبدينوم السيليكون: لدرجات حرارة العملية التي تتجاوز 1600 درجة مئوية (مثل تلبيد السيراميك الدقيق، والمعالجة الحرارية للمعادن المتخصصة (سبائك التيتانيوم، وسبائك درجات الحرارة العالية)، والتوليف عالي الحرارة لمواد أشباه الموصلات)، أو عند الحاجة إلى معدلات تسخين عالية للغاية ودقة التحكم في درجة الحرارة، تكون قضبان الموليبدينوم السيليكون أكثر ملاءمة. على سبيل المثال، تستخدم أفران المعالجة الحرارية لمكونات سبائك درجات الحرارة العالية في صناعة الفضاء وأفران التلبيد عالية الحرارة الدقيقة في المختبرات قضبان الموليبدينوم السيليكون كعناصر تسخين أساسية. 3. نصائح الاستخدام: تفاصيل أساسية لإطالة عمر عنصر التسخينبغض النظر عن العنصر المختار، يمكن للاستخدام السليم أن يطيل عمره بشكل كبير:تجنب "الإطلاق الجاف": قبل بدء تشغيل الفرن الصناعي، تأكد من وجود مادة مسخنة أو جو واقي في غرفة الفرن لمنع تعرض العناصر لدرجات الحرارة المرتفعة للفرن الفارغ، مما يسرع الشيخوخة.التحكم المستقر في درجة الحرارة: تجنب البدء والإيقاف المتكرر أو الزيادات والانخفاضات السريعة في درجة الحرارة، خاصة بالنسبة لقضبان الموليبدينوم السيليكون، والتي يجب أن تمر بسرعة عبر منطقة الأكسدة ذات درجة الحرارة المنخفضة البالغة 500-800 درجة مئوية.الفحص المنتظم: أثناء الإنتاج اليومي، افحص بعناية سطح العنصر بحثًا عن الشقوق والتشوهات. في حالة تلفه، استبدله على الفور لتجنب التأثير على كفاءة التسخين الإجمالية.بصفتها "مصدر الطاقة الأساسي" للأفران الصناعية، فإن قضبان الكربون السيليكون وقضبان الموليبدينوم السيليكون، على الرغم من أنها تبدو مدمجة، مرتبطة بشكل مباشر بكفاءة الإنتاج وجودة المنتج. يمكن أن يضمن فهم خصائصها ومبادئ الاختيار الخاصة بها أن تعمل الأفران الصناعية بدقة أثناء عمليات التشغيل ذات درجة الحرارة العالية، مما يحمي عمليات المعالجة الحرارية لمختلف الصناعات.

عملية إنتاج قضيب كربون السيليكون، قضيب موليبدينوم السيليكون

عملية إنتاج قضيب الكربون (قضيب الكربون السيليكون) تحضير المواد الخام: مسحوق الكربيد السيليكوني عالي النقاء يتم غسله بحمض وغسله بالقلوية لإزالة الشوائب ، ويتم خلطه مع ربط الراتنج الفينوليكي وكمية صغيرة من المواد الإضافية لصنع بلاستيك فارغ. التشكيل: يتم طحن قضبان مستقيمة ، ويتم الضغط على الأجزاء المعقدة ذات الشكل الخاص (ضغط الضغط العالي 100-200MPa) للحصول على فراغ من شكل ثابت. التجفيف: 60-150 درجة مئوية تجفيف خطوة بخطوة لإزالة الرطوبة والمواد المتطايرة لمنع التشقق. التجفيف: 1600-2200 درجة مئوية في الغلاف الجوي الخامل ، يتم الجمع بين جزيئات كربيد السيليكون من خلال انتشار المرحلة الصلبة لتشكيل بنية كثيفة. معالجات الكترودt: يتم رش السماد المعدني على كلا الطرفين وتخزينها لتشكيل طبقة موصلة، ويتم تصحيح الحجم عن طريق الطحن لاستكمال المنتج النهائي. عملية إنتاج قضيب الموليبدينوم مستحضرات مسحوق الموليبدينوم: يتم تسميم الموليبدات الأمونيوم لإنتاج ثلاثي أكسيد الموليبدينوم ، ثم يتم تخفيض الهيدروجين في مرحلتين (500-1100 درجة مئوية) للحصول على مسحوق الموليبدينوم عالي النقاء (النقاء ≥ 99.95٪). التشكيل: يتم تحميل مسحوق الموليبدينوم في القالب ويتم ضغطه إلى كيس أخضر عن طريق الضغط الإيزوستاتيكي البارد (150-200MPa). التجفيف: التخمير في درجة حرارة عالية عند 1800-2200 درجة مئوية تحت حماية الهيدروجين ، يتم صهر جزيئات مسحوق الموليبدينوم ، وتصل الكثافة إلى أكثر من 98٪ من القيمة النظرية. المعالجة والمعالجة الحرارية: 1200-1400 درجة مئوية التدحرج الساخن أو التصنيع لتقليل القطر وتحسين القوة ؛ 1000-1200 درجة مئوية التسخين الهيدروجيني للقضاء على الإجهاد. الانتهاء: طحن دقيق للدائرة الخارجية للسيطرة على التسامح (± 0.02 ملم) ، وقطع إلى طول ثابت لضمان استيفاء الخامة السطحية للمعيار. كلاهما يتطلب سيطرة صارمة على نقاء المواد الخام ، ويعتمد على الغلاف الجوي الوقائي لمنع الأكسدة أثناء الإنتاج. تركز قضبان الكربون على عملية التخمس للسيطرة على الموصلات ،في حين أن قضبان الموليبدينوم هي المفتاح للحد من مسحوق والمعالجة الساخنة لضمان القوةفي النهاية، كلاهما بحاجة إلى اجتياز اختبارات الكثافة والمقاومة لضمان الجودة.

العوامل المؤثرة على العمر الافتراضي لعناصر التسخين

يتأثر عمر خدمة مواد التسخين الكهربائية المصنوعة من قضبان السيليكون والموليبدينوم بعدد كبير من العوامل. بالإضافة إلى التباينات الجوهرية في جودة المكونات نفسها، فإنها تتأثر أيضًا بجوانب مثل درجة حرارة تشغيل المكونات، والحمل السطحي على الأجزاء الساخنة من المكونات، والبيئة الطبيعية المحيطة (بما في ذلك الغلاف الجوي والمواد الخطرة)، وأنماط إمداد الطاقة (التشغيل المتقطع مقابل التشغيل المستمر)، بالإضافة إلى ترتيبات التوصيل المتسلسلة - المتوازية أثناء عملية التطبيق، وظروف تحميل المكونات عبر درجات حرارة مختلفة. من حيث مقاومة التآكل، تصمد مواد تسخين قضبان السيليكون والموليبدينوم جيدًا في البيئات الحمضية أثناء الاستخدام. ومع ذلك، في الأجواء القلوية والإعدادات المماثلة، تتضرر طبقة السيليكا الواقية التي تشكلها، مما يؤدي إلى درجات متفاوتة من التدهور على مدار عمر الخدمة. والجدير بالذكر أن هذه المكونات يمكنها تحمل درجات حرارة عالية نسبيًا وأحمال سطحية عند استخدامها في ظروف جوية متنوعة. تتميز قضبان السيليكون والموليبدينوم بمجموعة من الصفات المفيدة لتطبيقات درجات الحرارة العالية: فهي تظهر مقاومة للحرارة، ومقاومة للأكسدة، ومقاومة للتآكل، وقدرة على التسخين السريع، وعمر خدمة طويل، وتشوه ضئيل في درجات الحرارة العالية، وسهولة التركيب والصيانة، إلى جانب الاستقرار الكيميائي الممتاز. عند إقرانها بأنظمة التحكم الإلكترونية الآلية، يمكنها توفير خرج درجة حرارة ثابت. علاوة على ذلك، فإنها تمكن من تنظيم درجة الحرارة تلقائيًا بعد منحنيات معينة كما تمليها عمليات الإنتاج. بفضل هذه المزايا، فإن استخدام تسخين قضبان السيليكون والموليبدينوم مريح وموثوق به. وجدت هذه القضبان تطبيقًا واسع النطاق في العديد من القطاعات الصناعية ذات درجات الحرارة العالية. يشمل ذلك مجالات مثل تصنيع الأجهزة الإلكترونية، وإنتاج المواد المغناطيسية الدائمة، وتعدين المساحيق، والسيراميك، ومعالجة الزجاج الرقائقي، وتصنيع مواد أشباه الموصلات، وعمليات التنميط والاختبار، بالإضافة إلى مساعي البحث العلمي. يتم دمجها في أجهزة تسخين مختلفة مثل أفران الأنفاق، وأفران الأسطوانات، وأفران الزجاج، وأفران التلبيد الفراغية، وأفران المقاومة من النوع الصندوقي، وأفران الصهر، والتي تعمل كمكونات رئيسية للسخانات الكهربائية. ومع ذلك، فإن الصداع الشائع للعديد من المستخدمين يكمن في "مشكلة كسر القضيب" التي تنشأ غالبًا أثناء مراحل الشراء والاستخدام، مما يتسبب في إزعاج كبير.

العديد من الاحتياطات لاستخدام قضبان الكربون السيليكون

1. حماية السطح   أولاً، يتم تسخين قضيب كربيد السيليكون لتكوين طبقة كثيفة من أكسيد السيليكون على سطحه. هذه الطبقة تشبه طبقة واقية مضادة للأكسدة، والتي يمكن أن تطيل بشكل كبير من عمر خدمة قضيب كربيد السيليكون. أثناء الاستخدام، يمكن أيضًا استخدام طلاء الغاز في الفرن لتعزيز تأثير الحماية ومنع تشقق قضيب كربيد السيليكون. ​ 2. إدارة درجة الحرارة والتيار   ثانيًا، ترتبط درجة حرارة سطح قضيب كربيد السيليكون ارتباطًا إيجابيًا بالتيار. كلما ارتفعت درجة حرارة السطح، زاد التيار. عند استخدامه، يجب التحكم فيه بدقة، ويجب عمومًا التحكم في طول التسخين الفعال له في حدود Δ60℃. في الوقت نفسه، يتم تحديد الطاقة الفعلية على سطح قضيب كربيد السيليكون من خلال درجة حرارة الفرن ودرجة حرارة سطح قضيب كربيد السيليكون. انتبه إلى معلمتي درجة الحرارة هاتين أثناء التشغيل لضمان التشغيل المستقر للمعدات. ​ 3. اختيار طريقة الاتصال   من حيث الاتصال، عند استخدام قضبان كربيد السيليكون، يجب اختيار التوصيل المتوازي قدر الإمكان. هذا لتجنب تلف قضيب كربيد السيليكون بسبب حمل المقاومة المفرط وضمان سلامة المعدات.

مبدأ عمل عناصر تسخين السيليكون كاربايد

  يعتمد مبدأ عمل قضبان كربيد السيليكون على خصائص أشباه الموصلات والخصائص الفيزيائية والكيميائية لمادته الخام الرئيسية، كربيد السيليكون عالي النقاء. من منظور التوصيل، كربيد السيليكون هو شبه موصل ذو فجوة نطاق واسعة. في درجة حرارة الغرفة، هناك عدد قليل من الناقلات الحرة ومقاومة عالية. بعد تشغيل الطاقة، تمتص الإلكترونات الطاقة وتقفز إلى نطاق التوصيل لتكوين تيار. يساعد اهتزاز الشبكة على هجرة الإلكترونات لتقليل المقاومة، وعندما ترتفع درجة الحرارة، يقل عرض فجوة النطاق. يؤدي ارتفاع تركيز الناقل إلى تغيير المقاومة بمعامل درجة حرارة سالب. من حيث آلية التسخين، وفقًا لقانون جول، عندما يمر التيار عبر قضيب كربيد السيليكون، يولد التصادم بين الناقل والشبكة حرارة.   أثناء عملية التشغيل، تُظهر مراحل درجة الحرارة المختلفة خصائص مختلفة: تنخفض المقاومة ببطء من درجة حرارة الغرفة إلى 400 درجة مئوية؛ تنخفض المقاومة بشكل كبير من 400-700 درجة مئوية وتتسارع معدل الأكسدة، مما يتطلب ارتفاعًا سريعًا في درجة الحرارة للتجاوز؛ فوق 700 درجة مئوية، تتشكل طبقة واقية كثيفة من ثاني أكسيد السيليكون على السطح، يتباطأ معدل الأكسدة، ويدخل في منطقة عمل مستقرة. لضمان استقرار الطاقة، يلزم وجود محول قابل للتعديل أو منظم طاقة الثايرستور لضبط الجهد في الوقت الفعلي وفقًا لدرجة الحرارة. بالإضافة إلى ذلك، تسمح الموصلية الحرارية العالية لقضيب كربيد السيليكون بنقل حرارته بسرعة إلى السطح، وبالتالي تسخين الجسم المسخن عن طريق الإشعاع والحمل الحراري. يمكن للفيلم الواقي ذاتي التوليد من ثاني أكسيد السيليكون على سطحه أن يمنع الأكسجين من الاختراق وإطالة عمره التشغيلي. ومع ذلك، عندما تزداد المقاومة بشكل غير طبيعي، يتسبب الإجهاد الحراري في حدوث كسر ميكانيكي، أو يؤدي التآكل الكيميائي إلى تدمير الفيلم المؤكسد، سيفشل قضيب كربيد السيليكون.

فاز البحث في المواد المركبة القائمة على البوليمر بالجائزة الأولى لجائزة تقدم علم وتكنولوجيا أنوهاي

تم الإعلان عن نتائج جائزة تقدم علم وتكنولوجيا أنوهاي 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 prizeقام فريق المشروع بتطوير تكنولوجيات رئيسية مبتكرة لتوليف الراتنجات البولي يوريثانية الحرة من المذيبات والموجودة في الماء على أساس بيولوجي وتكنولوجيات رئيسية لتنظيم واجهة الطلاء.وتغلب على اختناقات تقنية رئيسية مشتركة في الصناعة العالمية في صعوبة تحقيق التوازن بين حماية البيئة، متانة ووظيفة مواد الجلد المركبة من البوليوريثان الاصطناعي.

اختتم مؤتمر الابتكار والتنمية المستدامة للشركات في الصين

في 10 يونيو 2025، تم اختتام مؤتمر "ابتكار المواد المركبة الصينية ومؤتمر التنمية المستدامة للمؤسسات" الذي استمر يومين بنجاح في فندق هايات ريجينسي سونغجيانغ في شنغهاي.أكثر من 300 من نخبة الصناعة، ناقش خبراء وعلماء وممثلين للشركات من جميع أنحاء العالم موضوع "ابتكار المكونات المكونة إنتاجية جديدة ذات جودة عالية وتنمية مستدامة للمؤسسات".تحليل الاتجاه الجديد للتنمية في الصناعة، وقاموا بتقييم الفرص والتحديات المستقبلية، ومناقشة الأفكار الجديدة والمسارات الجديدة لصناعة المواد المركبة لتنمية إنتاجية جديدة ومستدامة.

عقد مؤتمر 2025 لتطوير صناعة سبائك النانو الكريستالية غير الملموسة في شنغهاي

في 11 يونيو ، عقد مؤتمر تطوير صناعة سبائك النانو الكريستالية الخام 2025 في مركز إكسبو الدولي الجديد في شانغهاي. 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 results، والعمليات الجديدة، وتخطيط توسيع السوق الجديد في مجال النانو الكريستالية غير المتحركة. قدم العديد من الخبراء تقارير رائعة في الاجتماع،تحليل صناعة مواد السبائك الجامدة، وتطوير صناعة المواد المغناطيسية.