碳化硅換熱器是基于第三代半導體材料——碳化硅(SiC)研發(fā)的高效傳熱設(shè)備,專為高溫、高壓、強腐蝕工況設(shè)計。其采用SiC陶瓷基體與微通道結(jié)構(gòu)復合技術(shù),突破傳統(tǒng)金屬換熱器的性能極限,在熱效率、耐久性和輕量化方面實現(xiàn)顯著提升,適用于半導體制造、氫能源、航空航天等領(lǐng)域。
其結(jié)構(gòu)主要包括換熱管束和外殼。換熱管束由多個碳化硅管組成,這些管道通常具有多孔結(jié)構(gòu),可以增加換熱面積,提高換熱效率。外殼則起到支撐管束和保護換熱器的作用。
碳化硅換熱器性能特點:
1、耐腐蝕
碳化硅的耐腐蝕性好。幾乎對所有化學物質(zhì)呈現(xiàn)惰性,使碳化硅成為理想的處理腐蝕性介質(zhì)的材料。與石墨不同,碳化硅不含粘合劑,不會溶解在腐蝕性溶劑中。
2、耐結(jié)垢
與金屬和石墨換熱器相比,碳化硅的不沾屬性可以最小化結(jié)垢傾向,降低結(jié)垢對于換熱效率的影響。
3、耐高溫/抗熱震
無壓燒結(jié)碳化硅,即使在超過1900攝氏度的氣體中,熱膨脹形變依然很小,能夠穩(wěn)定工作。由于其較高的導熱系數(shù)和極低的熱膨脹系數(shù),可以適應熱循環(huán)中的快速冷熱交替,因此無壓燒結(jié)碳化硅有非常強的抗熱震能力。
4、硬度高/易清洗
無壓燒結(jié)碳化硅是高硬度的換熱管材質(zhì)之一,它的密度超過98%的理論值,是不透并且不含任何浸漬劑。同時,這樣極限的硬度,也意味著在高純度應用中不會有任何的污染。事實上,每一根換熱管出廠前都經(jīng)過186Bar的壓力測試因此,換熱管不光可以用化學方法清洗也可以使用機械方法清洗,甚至直接用噴砂清洗。
5、導熱好
碳化硅的導熱性非常好,導熱系數(shù)為125.6w/mK,接近于不透性石墨。和其他耐腐蝕材料對比,碳化硅的導熱系數(shù)相當于鉭的2倍,不銹鋼的5倍,哈氏合金的10倍,玻璃的15倍,是耐腐蝕材質(zhì)中導熱系數(shù)高的。
6、耐高溫/抗熱震
無壓燒結(jié)碳化硅,即使在超過1900攝氏度的氣體中,熱膨脹形變依然很小,能夠穩(wěn)定工作。由于其高導熱系數(shù)和極低的熱膨脹系數(shù),可以適應熱循環(huán)中的快速冷熱交替,因此無壓燒結(jié)碳化硅有非常強的抗熱震能力。
7、硬度高/易清洗
無壓燒結(jié)碳化硅是硬度最高的換熱管材質(zhì)之一,它的密度超過98%的理論值,是不透并且不含任何浸漬劑。同時,這樣極限的硬度,也意味著在高純度應用中不會有任何的污染。事實上,每一根換熱管出廠前都經(jīng)過186Bar的壓力測試因此,換熱管不光可以用化學方法清洗也可以使用機械方法清洗,甚至直接用噴砂清洗。
典型應用場景:
1. 半導體制造
晶圓清洗系統(tǒng):實現(xiàn)300℃清洗液與冷卻水的快速熱交換。
光刻機溫控:±0.1℃精密控溫,滿足EUV光刻工藝要求。
2. 氫能源系統(tǒng)
燃料電池堆散熱:耐受-40℃冷啟動與800℃峰值溫度。
氫液化裝置:多級換熱效率>95%,功耗降低20%。
3. 航空航天
火箭發(fā)動機推力室冷卻:瞬態(tài)散熱能力提升300%。
衛(wèi)星熱控系統(tǒng):輕量化設(shè)計滿足發(fā)射載荷限制。
4. 工業(yè)節(jié)能改造
高溫余熱回收:回收煉鋼爐、玻璃窯爐廢熱,熱效率>85%。
蒸汽冷凝系統(tǒng):傳熱系數(shù)提升至傳統(tǒng)管殼式的5倍。