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张军伟博士:反应烧结碳化硅在光伏与锂电行业的应用与关键技术分析

内容概述碳化硅是一种性能优异的高温结构陶瓷,具有高强度、高硬度、高热导率、低热膨胀系数以及优良的抗氧化性...

碳化硅是一种性能优异的高温结构陶瓷,具有高强度、高硬度、高热导率、低热膨胀系数以及优良的抗氧化性、耐腐蚀性和耐磨性等优点,被广泛应用于多个下游领域。但碳化硅是一种共价键很强的材料,烧结时原子扩散速率相当低,并且晶界滑移阻力和热稳定性较高,通常需要使用烧结助剂或采用特殊的烧结工艺,如热等静压烧结、无压烧结或反应烧结等,才能达到碳化硅的致密化烧结。

其中,反应烧结碳化硅最初是由英国陶瓷研究协会的Popper于20世纪50年代发明的。其基本原理是:具有反应活性的液硅或硅合金,在毛细管力的作用下渗入含碳的多孔陶瓷素坯,并与其中的碳反应生成碳化硅,新生成的碳化硅原位结合素坯中原有的碳化硅颗粒,浸渗剂填充素坯中的剩余气孔,完成致密化的过程。与碳化硅陶瓷的其它制备工艺相比,反应烧结碳化硅陶瓷因具有烧结温度低、近净尺寸成型、热态强度高、高温使用不变形、高导热、抗氧化、化学稳定性好和超长的使用寿命等优点,已广泛应用于多种需要高温稳定性的高新技术领域。

近十几年,光伏(泛半导体)和锂电等新能源产业的高速发展带动了反应烧结碳化硅陶瓷市场需求的显著增长,国内反应烧结碳化硅陶瓷生产厂家和规模也跟着逐年增长。经多年验证,反应烧结碳化硅已成功用于第二代和二代半光伏电池片生产工艺中悬臂桨和舟托等关键部件的制作,有效解决了光伏电池片高承载量下的承载部件损耗问题。另外,因其良好的耐磨性、直线度、承载能力和抗锂离子侵蚀能力,反应烧结碳化硅陶瓷也已成功用做锂电行业所需的研磨桶和辊棒等。

2023年至2024年上半年,受国际环境和市场需求波动的影响,为锂电和光伏行业供货的反应烧结碳化硅厂商之间的竞争愈加激烈,这种形势下,反应烧结碳化硅厂家更需要把自身产品做好,不断提高产品竞争力,以核心技术赢得生存和发展空间。

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