碳化硅換熱器是基于第三代半導(dǎo)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(qiáng)腐蝕工況設(shè)計。其采用SiC陶瓷基體與微通道結(jié)構(gòu)復(fù)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(dǎo)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(hù)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(xué)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(dǎo)熱系數(shù)和極低的熱膨脹系數(shù)，可以適應(yīng)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(qiáng)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(yīng)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(xué)方法清洗也可以使用機(jī)械方法清洗，甚至直接用噴砂清洗。
5、導(dǎo)熱好
碳化硅的導(dǎo)熱性非常好，導(dǎo)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(dǎo)熱系數(shù)相當(dāng)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(dǎo)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(dǎo)熱系數(shù)和極低的熱膨脹系數(shù)，可以適應(yīng)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(qiáng)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(yīng)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(xué)方法清洗也可以使用機(jī)械方法清洗，甚至直接用噴砂清洗。
典型應(yīng)用場景：
1. 半導(dǎo)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(jī)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(jī)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。
