Tại sao silicon carbide đen có thể được sử dụng làm nguyên liệu thô cho tấm van chống sét?
Việc lựa chọn silicon carbide đen trong sản xuất tấm van chống sét chủ yếu dựa trên các tính chất vật lý và hóa học độc đáo của nó. Các lý do cụ thể bao gồm:
1. Đặc tính điện trở phi tuyến tính và tính chất điện
Cacbua silic đen có đặc tính dẫn điện phi tuyến tính, tức là điện trở giảm đáng kể dưới điện áp cao và vẫn ở trạng thái điện trở cao dưới điện áp thấp. Đặc tính này phù hợp với chức năng cốt lõi của tấm van chống sét: nó nhanh chóng dẫn dòng điện phóng điện khi xảy ra quá điện áp sét và khôi phục trạng thái điện trở cao dưới điện áp bình thường để chặn dòng điện liên tục tần số điện.
Độ dẫn nhiệt cao (độ dẫn nhiệt 120-160 W/m·K) và hệ số giãn nở nhiệt thấp có thể phân tán hiệu quả tác động năng lượng cao của sét đánh và tránh quá nhiệt cục bộ hoặc vỡ vật liệu.
2. Tính ổn định hóa học và khả năng chịu nhiệt độ cao
Silicon carbide đen có thể duy trì tính ổn định ở nhiệt độ cao (chịu được hơn 1600℃) và môi trường ăn mòn, thích hợp để sử dụng trong các tấm van chống sét thường xuyên chịu được hồ quang điện áp cao và xói mòn hóa học.
Bằng cách điều chỉnh kích thước hạt và quá trình thiêu kết, khả năng chống sốc nhiệt của nó có thể được tăng cường hơn nữa để ngăn ngừa sự hỏng hóc do mỏi vật liệu do thay đổi nhiệt độ đột ngột.
3. Khả năng thích ứng với quy trình sản xuất
Silic cacbua đen có thể được chế tạo thành cấu trúc tấm van mật độ cao thông qua lớp phủ bột vi mô, thiêu kết nhiệt độ cao và các quy trình khác để đáp ứng các yêu cầu của thiết bị chống sét về tính đồng nhất của vật liệu và độ bền cơ học. Ví dụ, hiệu suất phản ứng động của tấm van có thể được tối ưu hóa bằng cách phủ đều bột vi mô trên bề mặt của chất nền gốm bằng phương pháp mạ nước.
4. Hiệu quả kinh tế và ứng dụng hoàn thiện
So với các vật liệu bán dẫn khác (như kẽm oxit), quy trình chế tạo Silic cacbua đen đã hoàn thiện và chi phí thấp, và sau khi được kết hợp với các vật liệu như alumina, hiệu suất điện của tấm van có thể được cải thiện hơn nữa.
Tóm tắt
Do các đặc tính điện trở phi tuyến tính, độ ổn định nhiệt và khả năng thích ứng với quy trình, Silic cacbua đen đã trở thành vật liệu lý tưởng cho tấm van chống sét, đảm bảo thiết bị hoạt động đáng tin cậy trong điều kiện khắc nghiệt và kéo dài tuổi thọ của thiết bị.