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烧结碳化硅和陶瓷的区别热压烧结碳化硅陶瓷载体的耐腐蚀性能

时间: 2025-06-25

  在化工、核能及环保领域,设备与载体的耐蚀性直接决定系统寿命与运行安全性。传统金属(如哈氏合金、钛材)与常规烧结碳化硅(SSiC)在强酸、高温熔盐等极端环境中仍面临腐蚀失效风险。热压烧结碳化硅(HP-SiC)通过致密化工艺突破材料性能极限,成为腐蚀性介质处理的核心材料。本文基于中国科学院上海硅酸盐研究所、东芝陶瓷等机构实验数据,结合工业场景案例,系统揭示HP-SiC的耐蚀机理与技术优势。

  热压烧结(Hot Pressing, HP)通过高温(2000-2200℃)与高压(20-40 MPa)协同作用,消除材料内部孔隙与晶界杂质,实现近乎理论密度的碳化硅陶瓷:

  实验验证:在98%浓硫酸(300℃)中浸泡500小时,HP-SiC质量损失率仅0.02 mg/cm²,较无压烧结SiC降低85%。

  核能应用:第四代核反应堆(如熔盐堆)中,HP-SiC被用作燃料球包壳材料,设计寿命超过60年。

  成本分析:HP-SiC初期成本为哈氏合金的2-3倍,但全生命周期成本仅为后者1/5-1/3。

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