碳和硅的原子序數(shù)分別為6和14，在元素周期表中處于碳族元素的第二和第三周期,，即上下相鄰的位置,。這種位置關(guān)系,，表明它們在某些方面具有類似的性質(zhì)。
碳元素在我們的生活中無處不在,，含碳化合物是生命的物質(zhì)基礎(chǔ),。硅也在地殼中的含量巨大，尤其是它在半導(dǎo)體和現(xiàn)代通訊業(yè)中的應(yīng)用,，推動了人類文明的發(fā)展,。
在化學(xué)的世界里，碳和硅是同一族的親兄弟,；在我們生活的地球上,，他們共存了數(shù)十億年，卻沒有結(jié)成生死與共的牢固友誼,，自然界中的碳化硅礦石十分罕見,。
1824年，瑞典科學(xué)家Jons Jakob Berzelius在合成金剛石時觀察到碳化硅（SiC）的存在,，就此拉開了人類對于碳化硅材料研究的序幕,。直到1891年，美國人E.G. Acheson在做電熔金剛石實(shí)驗(yàn)時,，偶然得到了碳化硅,。當(dāng)時誤認(rèn)為是金剛石的混合體，故取名金剛砂,。
純碳化硅是無色透明的晶體,。工業(yè)碳化硅因所含雜質(zhì)的種類和含量不同，而呈淺黃,、綠,、藍(lán)乃至黑色，透明度隨其純度不同而異,。碳化硅晶體結(jié)構(gòu)分為六方或菱面體的 α-SiC和立方體的β-SiC（稱立方碳化硅),。α-SiC由于其晶體結(jié)構(gòu)中碳和硅原子的堆垛序列不同而構(gòu)成許多不同變體，已發(fā)現(xiàn)70余種,。
中國碳化硅與先進(jìn)水平的差距主要集中在四個方面：一是在生產(chǎn)過程中很少使用大型機(jī)械設(shè)備,，很多工序依靠人力完成，人均碳化硅產(chǎn)量較低,；二是在碳化硅深加工產(chǎn)品上,，對粒度砂和微粉產(chǎn)品的質(zhì)量管理不夠精細(xì)，產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性不夠,；三是某些產(chǎn)品的性能指標(biāo)與發(fā)達(dá)國家同類產(chǎn)品相比有一定差距,；四是冶煉過程中一氧化碳直接排放。
碳化硅的制品之一的碳化硅陶瓷具有的高硬度,、高耐腐蝕性以及較高的高溫強(qiáng)度等特點(diǎn),，這使得碳化硅陶瓷得到了廣泛的應(yīng)用,。如今，碳化硅的應(yīng)用已從早期的磨料,，發(fā)展到軸承,、半導(dǎo)體、航空航天和化學(xué)等多個領(lǐng)域,。微反應(yīng)器由于化學(xué)品和微通道內(nèi)壁超高的接觸表面積,，對內(nèi)壁材質(zhì)的要求非常嚴(yán)苛。微通道反應(yīng)器也成為了碳化硅的一個重要應(yīng)用,。究竟什么樣的碳化硅適用于制造微通道反應(yīng)器嗎,？
一、微反應(yīng)器的材質(zhì)需要*的耐化學(xué)腐蝕性
與化學(xué)反應(yīng)有關(guān),。當(dāng)然,，構(gòu)成微反應(yīng)器的材質(zhì)需要*的耐化學(xué)腐蝕性。
從表1的數(shù)據(jù)可以看出,，在40%濃度HF的腐蝕下,，康寧UniGrain™碳化硅的抗腐蝕性比市場上供應(yīng)的碳化硅好300倍。在30%濃度氫氧化鈉的條件下,，康寧碳化硅的抗腐蝕性也明顯優(yōu)與市場上供應(yīng)的碳化硅,。
哈氏合金是一種被大家所熟知、具有良好抗腐蝕性和熱穩(wěn)定性的材料,。那我們的Unigrain™碳化硅與這種超抗腐蝕材料相比,，是否能更勝*呢？
通過表2中數(shù)據(jù)可以看出,，Unigrain™碳化硅在40%HF,、220℃條件下的年腐蝕量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于哈氏合金HC-2000，HC-22, HC-276,，Inconel 625在20%HF,、52℃條件下的年腐蝕量。
二,、高純度 - 材料的均勻性
微反應(yīng)器通道尺寸小，如何保證通道無死區(qū),，物料無殘留呢,？一方面與微反應(yīng)器通道的設(shè)計有關(guān)，另一方面與反應(yīng)器材質(zhì)有關(guān),。用掃描電鏡SEM對 Corning® UniGrain™ 碳化硅進(jìn)行了材料微結(jié)構(gòu)分析,。
結(jié)果顯示，UniGrain™碳化硅燒結(jié)粒度很小,，在 5 ~ 20 µm之間,，并且結(jié)構(gòu)致密且均勻,。因此反應(yīng)通道表面平滑，確保了反應(yīng)的穩(wěn)定性,。通過下列電鏡對比圖,，很容易發(fā)現(xiàn)，市場上的碳化硅燒結(jié)粒度和微結(jié)構(gòu)均勻度與UniGrain™碳化硅有明顯的差異,。
三,、耐冷熱沖擊
為了適應(yīng)化學(xué)反應(yīng)中不斷出現(xiàn)的高溫或低溫條件，微通道反應(yīng)器材料還需要具有高度耐冷熱沖擊的性能,?？祵?/span>UniGrain™ 碳化硅擁有超4x10-6/ºC的低熱膨脹系數(shù), 確保了反應(yīng)器能抵抗反應(yīng)帶來的大量冷熱沖擊。
做好反應(yīng)器,，材料是根本,！碳化硅有70多種晶型，康寧UniGrain™碳化硅和普通碳化硅不一樣,；就像康寧鍋和其它玻璃鍋不一樣,；康寧大猩猩蓋板玻璃和其它玻璃不一樣。
除了上訴的三點(diǎn)以外,，UniGrain™碳化硅還擁有110~180 W/m.K（常溫）超高導(dǎo)熱性,，15MPa超高模塊暴裂壓力。并且它沒有周期性疲勞,，使用壽命長達(dá)20年以上,。
四、康寧zhuan利結(jié)構(gòu)設(shè)計
康寧微通道反應(yīng)器采用模塊化結(jié)構(gòu)：*“三明治”多層結(jié)構(gòu)設(shè)計 集“混合/反應(yīng)”和“換熱”于一體,，精準(zhǔn)控制流體流動分布,，極大地提升了單位物料的反應(yīng)換熱面積 （1000倍）。Zhuan利的“心型”通道結(jié)構(gòu)設(shè)計,，高度強(qiáng)化非均相混合系列,，提高混合/傳質(zhì)效率 （100 倍)?？祵幰钥蛻粜枨鬄閷?dǎo)向,，提供從入門教學(xué) 、工藝研發(fā) –到工業(yè)化生產(chǎn)全周期解決方案,。
康寧反應(yīng)器技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)聲明
康寧致力于向客戶提供業(yè)內(nèi)的產(chǎn)品和服務(wù),，并持續(xù)投入反應(yīng)器技術(shù)的研發(fā)?？祵帗碛幸幌盗懈采w的反應(yīng)器技術(shù)Zhuan利,，截止至2019年3月5日，康寧在范圍內(nèi)共申請相關(guān)Zhuan利224項(xiàng)，已授權(quán)157項(xiàng),，其中中國授權(quán)Zhuan利34項(xiàng),。制造或銷售康寧Zhuan利所覆蓋的產(chǎn)品或使用康寧Zhuan利所保護(hù)的工藝需獲得康寧授權(quán)。未經(jīng)授權(quán)擅自使用康寧Zhuan利即構(gòu)成侵權(quán),?？祵帉η址钢R產(chǎn)權(quán)的行為零容忍，將采取一切必要的手段保護(hù)其知識產(chǎn)權(quán),。
五,、全周期解決方案
•康寧碳化硅反應(yīng)器能處理所有化學(xué)體系包括HF和高溫強(qiáng)堿體系，超高的混合,，反應(yīng),，換熱性能；
•可針對研發(fā)平臺的需求,，調(diào)整模塊數(shù)量,，靈活拆分組合來實(shí)現(xiàn)不同工藝路線；
•可根據(jù)項(xiàng)目需要,，與G1玻璃反應(yīng)器組合使用,，使得裝置好用而且“看得見”；
•適用于工藝快速篩選,、工藝優(yōu)化和小噸位批量合成生產(chǎn),；
•國內(nèi)已有相當(dāng)多企業(yè)建立了數(shù)百套多功能平臺和數(shù)十套工業(yè)化裝置。
每一臺康寧微通道反應(yīng)器,，都凝聚著康寧科學(xué)家160多年對材料科學(xué)和工藝制造的專業(yè)知識和寶貴經(jīng)驗(yàn),！
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