Rekrystalizovaný karbid křemíku

Rekrystalizovaný karbid křemíku (RSiC) je výjimečný materiál s bezkonkurenčními mechanickými a tepelnými vlastnostmi, který se může pochlubit vynikajícími mechanickými a tepelnými vlastnostmi a také zdokonalenou mikrostrukturou, která tyto vlastnosti ještě zvyšuje.

RSIC se vyznačuje vysokou tepelnou vodivostí, vynikající odolností proti korozi a lze jej tvarovat do složitých tvarů, aniž by došlo k praskání nebo odlamování. Kromě toho jeho vlastnosti umožňují odolávat působení strusky a plamenné erozi, což zvyšuje jeho odolnost.

Vynikající mechanické vlastnosti

Rekrystalizovaný karbid křemíku nabízí vynikající rozměrovou stabilitu při vysokých teplotách a extrémní odolnost v náročných provozních prostředích, na rozdíl od podpůrných materiálů korditu a mullitu, které pod tlakem degradují, jako např. kordit nebo mullit. Díky této pevnosti a odolnosti je rekrystalizovaný karbid křemíku vynikající volbou materiálu pro aplikace, jako je nábytek do pecí, které vyžadují, aby vydržel neustálé používání v extrémních podmínkách.

Keramika z karbidu křemíku se vyrábí v různých polymorfních formách, přičemž nejoblíbenější je alfa SiC (a-SiC) s wurtzitovou krystalovou strukturou podobnou diamantu. Zin blende SiC, známý také jako beta SiC, je mnohem méně rozšířený; přesto si získal rostoucí zájem jako aplikační podpora díky svému většímu povrchu a lepším mechanickým vlastnostem ve srovnání s polymorfem alfa SiC.

Polymorf a-SiC se často používá v hlinitokovové žáruvzdorné keramice a ve vysokoteplotních aplikacích jako elektrodový materiál díky své extrémně vysoké tepelné vodivosti, vynikající oxidační odolnosti a dobré odolnosti proti otěru. Kromě toho se b-SiC často používá jako elektrodový materiál v keramických pecích, keramických izolátorech a při výrobě skla.

Žáruvzdorné materiály z karbidu křemíku s nitridovou vazbou se vytvářejí inovativním postupem. Tyto žáruvzdorné materiály, které začínají práškovým karbidem křemíku, jsou tvarovány do složitých tvarů pomocí speciálních nástrojů a poté jsou slinovány při teplotách dosahujících 2500 stupňů C pro použití ve slinutém stavu. Jejich tepelná vodivost je desetkrát vyšší než u šamotových žáruvzdorných materiálů a zároveň nabízejí vynikající odolnost proti korozi a oxidaci, vysokou pevnost za tepla s velmi malou absorpcí vody - ideální pro aplikace, jako je například napadení struskou a aplikace s plamennou erozí.

Vysoká odolnost proti korozi

Rekrystalizovaný karbid křemíku má nejen vynikající mechanické vlastnosti, ale je také mimořádně odolný proti korozi - což je neocenitelná vlastnost u všech materiálů, které přicházejí do styku s drsným prostředím, jako jsou vysokoteplotní pece a tavírny kovů. Rekrystalizovaný karbid křemíku je navíc dobrou volbou materiálu pro součásti vystavené působení chemikálií, které mohou časem korodovat.

Pro zvýšení korozní odolnosti RSiC lze použít různé kyseliny. Zejména kyselina fluorovodíková proniká hluboko do otevřených pórů RSiC a leptá jejich vnitřní povrch stěn a současně snižuje nízkoodporové vrstvení uhlíku na jejich vnitřním povrchu.

Zvyšte korozní odolnost materiálu RSiC použitím nitridační úpravy, která mění kovový křemík na nitrid křemíku a spojuje zrna dohromady. Nitridaci lze provádět buď po spékání, nebo před ním.

Vzhledem k tomu, že se nitridově vázaný RSiC během spékání nesmršťuje, je méně pravděpodobné, že při tvarování do tvaru dojde k vnitřnímu pnutí a prasknutí nebo ohnutí. Proto lze tento materiál využít v rozmanitějších aplikacích než jiné porézní materiály z karbidu křemíku, včetně automobilových dílů, které odolávají opotřebení, leteckých součástí, vojenských aplikací a mnoha dalších.

Vysoká tepelná vodivost

Karbid křemíku (SiC) je anorganická chemická sloučenina složená z křemíku a uhlíku. V přírodě se vyskytuje jako vzácný minerál moissanit, ale jeho masová výroba začala v roce 1893 s použitím prášku a krystalů jako brusiva. Spékání také spojuje SiC do keramických materiálů s vynikající pevností a odolností, které lze nalézt v neprůstřelných vestách.

Rekrystalizovaný karbid křemíku (RSiC) je varianta SiC, která se díky své jedinečné mikrostruktuře vyznačuje vynikajícími celkovými vlastnostmi. RSiC se skládá ze vzájemně propojených zrn podobných deskám, která probíhají rovnoběžně s jeho povrchem, a nabízí tak vynikající pevnost, houževnatost, odolnost proti opotřebení, vysokou rozměrovou stabilitu a nízkou tepelnou roztažnost - ideální pro vysokoteplotní aplikace.

RSiC lze vyrábět různými postupy, například odléváním, vytlačováním a vstřikováním. Po vytvarování do konečného tvaru se spéká při vysokých teplotách, čímž dochází k rekrystalizaci a vytvoření charakteristické mikrostruktury - tím se také odstraní materiál pojiva a zůstane čistý RSiC.

Rekrystalizovaný karbid křemíku (RSiC) lze vyrábět v průmyslovém měřítku pro mnoho různých aplikací, od výroby nábytku do pecí a komponentů pro opotřebení s vynikající odolností proti korozi a oxidaci až po komponenty palivových článků a filtry pevných částic díky jeho vysoké tepelné vodivosti a nízké smršťovací schopnosti. Rekrystalizovaný SiC je ideální pro velkovýrobu díky svým obrovským výrobním kapacitám a různorodému využití; například odolnosti proti opotřebení. Rekrystalizovaný SiC je často upřednostňován před reakčně vázaným RSiC pro aplikace zahrnující korozi nebo vysokoteplotní prostředí, jako je výroba opotřebitelných součástí pro výrobu nábytku do pecí díky své odolnosti vůči korozi; jako jsou opotřebitelné součásti používané pro výrobu opotřebitelných součástí v průmyslovém prostředí díky svým odolným vlastnostem vůči korozi, oxidaci a vysokým teplotám, jakož i součásti palivových článků a filtry pevných částic díky svým tepelně vodivým vlastnostem a nízkému potenciálu smršťování ve srovnání s reakčně vázaným RSiC, který vyžaduje zvláštní péči při výrobě.

Široká škála aplikací

RSiC lze díky jeho vynikajícím mechanickým, tepelným a elektrickým vlastnostem využít v různých aplikacích. Díky vynikající odolnosti proti korozi a vyšší pevnosti než jiné porézní keramické materiály odolává vysokým namáháním a teplotám, zatímco jeho nízký koeficient roztažnosti zajišťuje, že si zachovává svůj tvar, aniž by se při tepelném namáhání deformoval nebo kroutila.

K výrobě složitých tvarů lze použít kluzné lití, vytlačování a vstřikování, což zvyšuje uživatelskou přívětivost RSiC v široké škále aplikací. Díky své vynikající pevnosti při vysokých teplotách a vlastnostem odolnosti proti oxidaci se RSiC často volí pro výrobu nábytku do pecí pro svou výjimečnou pevnost při vysokých teplotách a odolnost proti opotřebení; navíc má vynikající odolnost proti opotřebení, takže se může používat při výrobě brusných materiálů, brusných nástrojů, řezných nástrojů a dalších průmyslových zařízení.

Kromě toho lze RSiC použít k výrobě ochranných pancéřových desek pro vojenské vybavení a vozidla. Díky svým vynikajícím mechanickým vlastnostem může tento inovativní materiál pomoci zlepšit výkon a životnost, zatímco jeho odolnost proti korozi snižuje rizika při nasazení a přepravě; RSiC je tak vynikající volbou pro mnoho použití ve vojenském i leteckém průmyslu.