כאשר לקוחות גולשים בתיעוד על תנורי סיליקון קרביד ומוטות מוליבדן, הם רואים לעתים קרובות את המילה לחץ תרמי. מה המשמעות של לחץ תרמי? מה הקשר בין מוטות קרביד סיליקון למוטות מוליבדן סיליקון?
ראשית הסבירו מה נקרא לחץ תרמי. על פי ההסבר של אנציקלופדיה של באידו, כאשר הטמפרטורה משתנה, הלחץ החיצוני הנגרם על ידי האובייקט והריסון ההדדי בין החלקים הפנימיים, כך שהלחץ שלא ניתן להרחיב ולהתכווץ באופן חופשי נקרא מתח תרמי, המכונה גם מתח שינוי טמפרטורה . קחו לדוגמא את הכוס. כולנו יודעים שכשמניחים את הזכוכית על הלהבה היא תתפרץ לאחר זמן מה. מכיוון שבזמן הזה הכוס מחוממת מצד אחד ולא מצד שני. בשל מאפייני ההתפשטות וההתכווצות התרמית, הצד המחומם מנסה להתרחב במהירות בזמן זה, בעוד שהצד הלא מחומם גורר את רגליו האחוריות של הצד המחומם, מהירות ההתפשטות אינה כה מהירה, שהיא לחץ תרמי, מכיוון ש הזכוכית שבירה, מעדיף להישבר ולא להיכנע זה לזה, ובסופו של דבר להוביל להתפרצות.
(לנוחיות התיאור, הדברים הבאים מתמקדים בתנור סיליקון קרביד, מוטות קרביד סיליקון ומוטות מוליבדן דומים.) הבה נבחן כיצד נראה מתח תרמי במוטות פחמן סיליקון. ראשית, מוט הפחמן הסיליקון נחשב כצורה גלילית (גופי החימום הסיליקון קרביד הם למעשה צילינדר חלול, שהוא גם לנוחיות התיאור וההבנה). כאשר הטמפרטורה עולה, הטמפרטורה החיצונית נמוכה יותר בגלל טמפרטורת המגע החיצונית התחתונה. הוא מעט נמוך יותר, והטמפרטורה הפנימית גבוהה יחסית, כך שכוח ההתפשטות הפנימי גדול מכוח ההתפשטות החיצוני. בשלב זה נוצר לחץ תרמי, והחלק הפנימי נתמך על ידי החוץ להתרחבות. כאשר מורידים את הטמפרטורה, החוץ מקורר על ידי האטמוספרה בכבשן המגע, והטמפרטורה הפנימית איטית יותר. בשלב זה, החוץ רוצה להתכווץ בחדות והפנים מתכווצים לא כל כך מהר, מה שמייצר גם לחץ תרמי. מוטות סיליקון-סיליקון מוטות מוליבדן-מוליבדן מתחממים בהדרגה ומתקררים, וכוחם גדול בהרבה מזה של זכוכית. לכן הם לא מתפרצים כמו זכוכית, אך יש להם גם השפעות מסוימות, כמו פני השטח של סרט המגן סיליקה.
בעת ייצור דוד סיליקון קרביד, יש צורך להשתמש בחלקיקי סיליקון קרביד בגדלים שונים של חלקיקים המעורבים בפרופורציה מסוימת. מדוע לא להשתמש בחלקיקים קרביד סיליקון בגודל אחיד?
אם משתמשים בחלקיק גדול יותר ואחיד של סיליקון קרביד, צפיפות בתפזורת אינה גבוהה מספיק, מה שיגרום למספר גדול של חורים קטנים במוט הפחמן הסיליקון. מחמם מוט מוט כזה אינו טוב ביושרו ואינו יציב ורגיש יותר לחמצון. אם נעשה שימוש אחיד בחלקיקי הסיליקון קרביד עם גודל חלקיקים קטן יותר, חוזק מוט הפחמן הסיליקון המיוצר לא יהיה טוב מדי, קושי הייצור יהיה גדול יותר, החשמל הנצרך יהיה גדול יותר, ובעיות שונות כמו sintering וכיפוף לא שלמים ייגרם בקלות. השימוש בגדלים שונים של סיליקון קרביד הוא להבטיח את צפיפות הכמויות המרבית תוך הקפדה על חוזק מוט הפחמן הסיליקון, כך שמוט הפחמן הסיליקון יהיה חזק יותר, עמיד יותר ויעיל יותר בעמידות לחמצון.
חלקן של קרביד סיליקון המשמש יצרני מוטות פחמן סיליקון שונים בייצור מוטות פחמן סיליקון עשוי להשתנות מעט בגלל הציוד והסביבה השונים. אם ברצונך לשפוט את איכות רכיבי החימום של SIC לפי המראה, תוכל לנסות זאת. מומלץ להשתמש במוט הישן שלא ניתן להשתמש בו. לאחר השבירה, בדוק האם קטע המוט חלק והיושרה חזקה. הכלליות הלא חלקה עשויה להיות שהסינדרה אינו מספיק שלם או שתאום גודל החלקיקים אינו שולט היטב. אלמנטים מסוג סיליקון קרביד כאלה אינם מספיק חזקים לשימוש ובעלי עמידות בפני חמצון.