Bata silikon karbida mempunyai kekonduksian terma kira-kira 120–170 W/(m·K), nilai yang jauh melebihi kebanyakan bahan logam dan bukan-logam. Kekonduksian haba yang tinggi ini terutamanya disebabkan oleh struktur kristal unik silikon karbida, yang memudahkan perambatan haba yang cepat melalui kekisi kristal.
Gambaran Keseluruhan Kekonduksian Terma dalam Bata Silikon Karbida
Sebagai-bahan seramik berprestasi tinggi, kekonduksian terma bata silikon karbida ialah penunjuk utama keupayaan pemindahan haba-nya. Kekonduksian haba yang lebih tinggi menandakan kapasiti yang lebih besar untuk pemindahan haba. Bata silikon karbida mempamerkan nilai kekonduksian terma yang jauh lebih tinggi daripada nilai bahan refraktori tradisional dan bahan pelelas (seperti korundum), menghasilkan prestasi pemindahan-haba yang sangat baik dalam-persekitaran suhu tinggi.
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Kekonduksian Terma
- Suhu: Kekonduksian terma bata silikon karbida meningkat dengan peningkatan suhu. Walaupun bahan menunjukkan kekonduksian terma yang mengagumkan pada suhu bilik, prestasinya adalah lebih luar biasa dalam-persekitaran suhu tinggi.
- Struktur Kristal: Kristal silikon karbida terdiri daripada atom karbon dan silikon yang disusun dalam kekisi padu tiga-dimensi unik. Struktur ini mempunyai susunan atom yang sangat teratur, yang meningkatkan kecekapan pengaliran haba. Selain itu, silikon karbida wujud dalam dua bentuk kristal- -SiC dan -SiC-dengan -SiC yang mempamerkan kekonduksian terma yang lebih tinggi daripada -SiC.
- Ketulenan Kristal: Batu bata silikon karbida ketulenan tinggi-mempamerkan kekonduksian terma yang lebih tinggi. Kehadiran bendasing mengubah struktur elektronik dalam kristal silikon karbida, dengan itu mengurangkan kekonduksian terma. Akibatnya, meningkatkan ketulenan bata semasa pengeluaran adalah penting untuk mengoptimumkan kekonduksian terma mereka.
- Laluan Pengaliran Haba: Pengaliran haba dalam bata silikon karbida berlaku terutamanya melalui pengaliran kekisi dan pengaliran elektronik. Pengaliran kekisi memainkan peranan yang dominan, dengan getaran fonon berfungsi sebagai mekanisme utama untuk pemindahan haba.
Kawasan Permohonan
Disebabkan sifatnya yang sangat baik-termasuk kekonduksian terma yang tinggi, pekali pengembangan terma yang rendah dan kestabilan terma yang tinggi-bata silikon karbida digunakan secara meluas dalam bidang seperti-elektronik suhu tinggi, optoelektronik, industri kimia dan teknologi enjin roket. Contohnya, dalam bidang-elektronik suhu tinggi, bata silikon karbida berfungsi sebagai bahan pelesapan haba untuk peranti kuasa, memastikan operasinya yang betul dalam-persekitaran suhu tinggi; dalam optoelektronik, ia digunakan sebagai bahan pengurusan haba untuk-laser berkuasa tinggi, dengan itu meningkatkan kecekapan operasi dan memanjangkan hayat perkhidmatan.