Perché il carburo di silicio nero può essere utilizzato come materia prima per le piastre delle valvole dei parafulmini?
La scelta del carburo di silicio nero nella produzione di piastre per valvole parafulmine si basa principalmente sulle sue proprietà fisiche e chimiche uniche. Le ragioni specifiche includono quanto segue:
1. Caratteristiche di resistenza non lineare e proprietà elettriche
Il carburo di silicio nero presenta caratteristiche di conduttività non lineare, ovvero la resistenza si riduce significativamente ad alta tensione e rimane in uno stato di alta resistenza a bassa tensione. Questa caratteristica è coerente con la funzione principale della piastra valvola parafulmine: conduce rapidamente la corrente di scarica in caso di sovratensione da fulmine e ripristina lo stato di alta resistenza a tensione normale per bloccare la corrente continua a frequenza di rete.
La sua elevata conduttività termica (conduttività termica pari a 120-160 W/m·K) e il basso coefficiente di dilatazione termica riescono a disperdere efficacemente l’impatto ad alta energia dei fulmini ed evitare il surriscaldamento locale o la rottura del materiale.
2. Stabilità chimica e resistenza alle alte temperature
Il carburo di silicio nero può rimanere stabile ad alte temperature (può resistere a più di 1600°C) e in ambienti corrosivi, ed è adatto all’uso nelle piastre delle valvole dei parafulmini che spesso resistono ad archi ad alta tensione ed erosione chimica.
Regolando la dimensione delle particelle e il processo di sinterizzazione, è possibile migliorare ulteriormente la resistenza agli shock termici per prevenire guasti da fatica del materiale causati da improvvisi sbalzi di temperatura.
3. Adattabilità del processo di produzione
Il carburo di silicio nero può essere trasformato in una struttura ad alta densità per piastre di valvole tramite rivestimento in micropolvere, sinterizzazione ad alta temperatura e altri processi per soddisfare i requisiti degli scaricatori di fulmini in termini di uniformità del materiale e resistenza meccanica. Ad esempio, le prestazioni di risposta dinamica della piastra di valvole possono essere ottimizzate rivestendo uniformemente la micropolvere sulla superficie del substrato ceramico utilizzando il metodo di placcatura ad acqua.
4. Efficienza economica e applicazione matura
Rispetto ad altri materiali semiconduttori (come l’ossido di zinco), il processo di preparazione del carburo di silicio nero è maturo ed economico e, dopo essere stato miscelato con materiali come l’allumina, le prestazioni elettriche della piastra di valvole possono essere ulteriormente migliorate.
Riepilogo
Grazie alle sue caratteristiche di resistenza non lineare, stabilità termica e adattabilità al processo, il carburo di silicio nero è diventato un materiale ideale per le piastre delle valvole dei parafulmini, garantendo un funzionamento affidabile dell’apparecchiatura in condizioni estreme e prolungandone la durata utile.