Սիլիցիումի կարբիդային աղյուսները ունեն մոտավորապես 120–170 W/(m·K) ջերմային հաղորդունակություն, որն անհամեմատ գերազանցում է մետաղական և ոչ մետաղական նյութերի մեծ մասի արժեքը: Այս բարձր ջերմային հաղորդունակությունը հիմնականում վերագրվում է սիլիցիումի կարբիդի եզակի բյուրեղային կառուցվածքին, որը հեշտացնում է բյուրեղային ցանցի միջոցով ջերմության արագ տարածումը:
Սիլիկոնային կարբիդային աղյուսների ջերմային հաղորդունակության ակնարկ
Որպես բարձր արդյունավետությամբ կերամիկական նյութ՝ սիլիցիումի կարբիդային աղյուսների ջերմահաղորդականությունը նրանց ջերմության փոխանցման{{1} ունակության հիմնական ցուցանիշն է: Ավելի բարձր ջերմային հաղորդունակությունը նշանակում է ջերմության փոխանցման ավելի մեծ հզորություն: Սիլիցիումի կարբիդային աղյուսները ցույց են տալիս ջերմային հաղորդունակության արժեքներ, որոնք զգալիորեն ավելի բարձր են, քան ավանդական հրակայուն նյութերի և հղկանյութերի (օրինակ՝ կորունդը) արժեքները, ինչը հանգեցնում է ջերմության փոխանցման գերազանց աշխատանքի-բարձր-ջերմաստիճանի միջավայրում:
Ջերմային հաղորդունակության վրա ազդող գործոններ
- Ջերմաստիճան. Սիլիցիումի կարբիդային աղյուսների ջերմահաղորդունակությունը մեծանում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ: Թեև նյութը ցուցադրում է տպավորիչ ջերմային հաղորդունակություն սենյակային ջերմաստիճանում, դրա արդյունավետությունը նույնիսկ ավելի բացառիկ է բարձր-ջերմաստիճանի միջավայրերում:
- Բյուրեղային կառուցվածք. սիլիցիումի կարբիդի բյուրեղները կազմված են ածխածնի և սիլիցիումի ատոմներից՝ դասավորված եզակի եռաչափ խորանարդ վանդակում: Այս կառուցվածքն առանձնանում է բարձր կարգի ատոմային դասավորությամբ, որը բարձրացնում է ջերմության հաղորդման արդյունավետությունը: Բացի այդ, սիլիցիումի կարբիդը գոյություն ունի երկու բյուրեղային ձևերով- -SiC և -SiC-առանց -SiC-ի ավելի բարձր ջերմահաղորդականություն, քան -SiC-ը:
- Բյուրեղային մաքրություն. բարձր-սիլիցիումի կարբիդային աղյուսները ավելի բարձր ջերմային հաղորդունակություն են ցուցաբերում: Կեղտերի առկայությունը փոխում է էլեկտրոնային կառուցվածքը սիլիցիումի կարբիդի բյուրեղներում՝ դրանով իսկ նվազեցնելով ջերմային հաղորդունակությունը: Հետևաբար, արտադրության ընթացքում աղյուսների մաքրության բարձրացումը կարևոր է դրանց ջերմային հաղորդունակությունը օպտիմալացնելու համար:
- Ջերմային հաղորդման ուղիները. Ցանցային հաղորդակցությունը գերիշխող դեր է խաղում, որտեղ ֆոնոնի թրթռումը ծառայում է որպես ջերմության փոխանցման հիմնական մեխանիզմ:
Կիրառական տարածքներ
Իրենց գերազանց հատկությունների շնորհիվ՝-ներառյալ բարձր ջերմային հաղորդունակությունը, ջերմային ընդարձակման ցածր գործակիցը և բարձր ջերմային կայունությունը{1}}սիլիցիումի կարբիդային աղյուսները լայնորեն օգտագործվում են այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են բարձր-ջերմաստիճանի էլեկտրոնիկան, օպտոէլեկտրոնիկան, քիմիական արդյունաբերությունը և հրթիռային շարժիչների տեխնոլոգիաները: Օրինակ, բարձր-ջերմաստիճանի էլեկտրոնիկայի ոլորտում սիլիցիումի կարբիդային աղյուսները ծառայում են որպես էներգիայի սարքերի ջերմություն ցրող նյութեր՝ ապահովելով դրանց պատշաճ աշխատանքը բարձր-ջերմաստիճանի միջավայրում; օպտոէլեկտրոնիկայի մեջ դրանք օգտագործվում են որպես ջերմային կառավարման նյութեր բարձր հզոր-լազերների համար՝ դրանով իսկ բարձրացնելով գործառնական արդյունավետությունը և երկարացնելով ծառայության ժամկետը։