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        碳化硅陶瓷的應用有哪些?未來在5G時代的應用前景如何?

        2020-01-13 22:16

          碳化硅陶瓷具有機械強度高、耐高溫、抗氧化性強、熱穩定性能好、熱導率大等優良特性,當采用不同材質碳化硅窯具的組合時,可以大幅度減少窯具重量及其所占據的空間,提高能量利用率,因此碳化硅陶瓷被廣泛的認知和應用。

          碳化硅陶瓷的應用

          1、磨料磨具--主要用于制作砂輪、砂紙、砂帶、油石、磨塊、磨頭、研磨膏。

          2、噴砂除銹--

          (1)、鋼鐵、鋼管、鋼結構不銹鋼制品的表面亞光處理,噴涂前噴砂除銹處理;

          (2)、用于各種模具的清理;

          (3)、半導體器件、塑封對管上錫前的清理去除邊刺;

          (4)、醫療器械、紡織機械及各類五金制品的噴丸強化光飾加工;

          (5)、各種金屬管、有色金屬精密鑄件的清理及去除毛刺殘渣;

          (6)、光伏產品中單晶硅、多晶硅和電子行業的壓電晶體等方面的研磨、拋光等;

          3、可用做制造四氯化硅的原料,是硅樹脂工業的主要原料。

          4、工程性加工材料--用于3—12英寸單晶硅、多晶硅、砷化鉀、石英晶體等線切割,太陽能光伏產業、半導體產業、壓電晶體產業工程性加工材料。

          5、鋼鐵脫氧劑和鑄鐵組織改良劑--碳化硅脫氧劑是一種新型的強復合脫氧劑,使脫氧時間縮短,節約能源,提高煉鋼效率,提高鋼的質量,降低原輔材料消耗,減少環境污染,改善勞動條件,提高電爐的綜合經濟效益。

          6、耐火材料--利用碳化硅具有耐腐蝕、耐高溫、強度大、導熱性能良好、抗沖擊等特性,用以制成的高級耐火材料,耐熱震、體積小、重量輕而強度高,節能效果好??捎糜诟鞣N冶煉爐襯、高溫爐窯構件、碳化硅板、襯板、支撐件、匣缽、碳化硅坩堝等。

          7、陶瓷材料--用于制作耐磨、耐蝕、耐高溫等高級碳化硅陶瓷材料;碳化硅陶瓷的耐化學腐蝕性好、強度高、硬度高,耐磨性能好、摩擦系數小,且耐高溫,因而是制造密封環的理想材料。

          8、高溫間接加熱材料--利用碳化硅具有耐高溫,強度大,導熱性能良好,抗沖擊,作高溫間接加熱材料,如堅罐蒸餾爐,精餾爐塔盤,鋁電解槽,銅熔化爐內襯,鋅粉爐用弧型板,熱電偶保護管等。

          9、耐磨管道跑道--碳化硅硬度僅次于金剛石,具有較強的耐磨性能,是耐磨管道,葉輪、泵室、旋流器,礦斗內襯的理想材料,此外,碳化硅也是高速公路、航空飛機跑道太陽能熱水器等的理想材料之一。

          10、建材陶瓷砂輪工業--利用其導熱系數、.熱輻射,高熱強度大的特性,制造薄板窯具,不僅能減少窯具容量,還提高了窯爐的裝容量和產品質量,縮短了生產周期,是陶瓷釉面烘烤燒結理想的間接材料。

          11、節能--利用良好的導熱和熱穩定性,作熱交換器,燃耗減少20%,節約燃料35%,使生產率提高20-30%,特別是礦山選礦廠用排放輸送管道的內放,其耐磨程度是普通耐磨材料的6--7倍。

          12、其他領域--高純度的單晶,可用于制造半導體、制造碳化硅纖維、避雷針、電路元件、高溫應用、紫外光偵檢器、結構材料、天文、碟剎、離合器、柴油微粒濾清器、細絲高溫計、陶瓷薄膜、裁切工具、加熱元件、核燃料、珠寶、鋼、護具、觸媒擔體等領域,還可以制做火箭噴管、燃氣輪機葉片等。

          碳化硅陶瓷未來在5G時代的應用前景如何?

          正如人類進化伴隨著智能開發和工具升級一樣,1G到5G的移動通信創新通常是軟件和硬件的升級;碳化硅陶瓷作為最新的第三代半導體材料,正在協助5G移動通信的發展。在5G時代的關鍵材料中,陶瓷材料也取得了巨大的成就:

          1、手機電磁屏蔽材料:5G時代智能手機內部芯片的尺寸和間距越來越小,可以說具有很高的集成度和信號傳輸密度;這導致手機內部的電磁干擾越來越嚴重,因此手機的電磁屏蔽材料是5G時代智能手機不可或缺的組成部分。據悉,碳化硅陶瓷復合材料具有吸波性能,由于其低密度和高機械強度,有望在5G智能手機中用作小巧輕便的吸波器件;

          2、手機用導熱散熱材料:在5G時代,智能手機已經變得更加強大,從而增加了手機內部芯片和模塊的集成度和集中度,導致半導體器件工作時產熱量急劇增加;然而,半導體器件失效的關鍵原因之一是熱誘導,因此開發匹配良好的導熱散熱材料迫在眉睫;

          3、就導熱散熱陶瓷而言,氧化鋁陶瓷是目前最成熟的材料。但是氧化鋁陶瓷仍然存在導熱系數低、半導體芯片熱膨脹系數差異大的缺點,容易積累內應力,導致芯片失效,很難滿足5G時代對導熱散熱材料的要求;

          因此根據分析碳化硅陶瓷導熱系數高,熱膨脹系數小,與芯片熱膨脹系數匹配程度極高。此外,如果5G時代,最新一代SiC半導體被用作芯片材料,熱膨脹系數的匹配度將變得完美。因此,碳化硅陶瓷在5G時代的手機導熱散熱材料領域具有良好的前景。

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