Il carburo di silicio nero viene aggiunto principalmente ai pannelli nanoisolanti come opacizzante ai raggi infrarossi. Risolve il problema della penetrazione delle radiazioni infrarosse nella matrice a base di silice ad alte temperature, migliorando al contempo la resistenza alle alte temperature e le proprietà meccaniche dei pannelli.
- Funzione principale: Blocco delle radiazioni infrarosse ad alta temperatura. La matrice di silice nanoporosa è semitrasparente alle radiazioni termiche del medio infrarosso. Con l’aumento della temperatura, il trasferimento di calore radiativo diventa più rilevante, causando un netto incremento della conduttività termica ad alta temperatura del pannello. Grazie all’assorbimento e alla diffusione di Mie, la fine polvere nera di carburo di silicio intercetta le radiazioni infrarosse ad alta temperatura nella banda spettrale 2,5-7 μm, riducendo notevolmente il flusso di calore radiativo e stabilizzando la conduttività termica ad alte temperature. Ciò consente ai pannelli nanoisolanti di mantenere eccellenti prestazioni di isolamento termico a temperature comprese tra 800 e 1000 °C.
Spiegazione semplice: i nanopori bloccano la conduzione e la convezione a basse temperature; il carburo di silicio nero blocca i raggi infrarossi ad alte temperature.
- Miglioramento della resistenza alle alte temperature e della stabilità termica. Il carburo di silicio nero ha un punto di fusione estremamente elevato (circa 2730 °C) e una buona inerzia chimica. In condizioni di alta temperatura, sulla sua superficie si forma una densa pellicola di SiO₂ che ritarda ulteriormente l’ossidazione. Ciò inibisce il restringimento e l’ammorbidimento dei circuiti stampati ad alte temperature, preserva l’integrità della struttura nanoporosa e aumenta la temperatura massima di esercizio a lungo termine.
- Rinforza le proprietà meccaniche e la resistenza agli shock termici.
- Le particelle di SiC nero a bassa espansione termica sono disperse all’interno della matrice.
- Sopprimono la propagazione delle crepe e aumentano la resistenza alla flessione e alla compressione.
- Ottimizza la resistenza al fuoco e le prestazioni ignifughe. Raggiunge la classe di non combustibilità A1 e non rilascia gas di scarico tossici in condizioni di alta temperatura.
- Il carburo di silicio nero presenta una conduttività termica allo stato solido relativamente elevata.
I produttori devono controllarne con precisione il dosaggio.
Un dosaggio insufficiente produce scarse prestazioni di opacizzazione agli infrarossi.
Un dosaggio eccessivo aumenta la conduzione termica allo stato solido e la densità apparente del circuito stampato.
L’industria utilizza ampiamente polvere di carburo di silicio nero ultrafine con D50=1~4 μm.
