Nitridbundet siliciumcarbid

Nitridbundet siliciumcarbid har fremragende mekanisk styrke og sejhed, slagfasthed og kemisk modstandsdygtighed - og er velegnet til fremstilling i forskellige former og størrelser, fra kegle- og muffetyper til komplekse konstruktionsdele til udstyr, der er involveret i minedrift eller forarbejdning af råmaterialer.

Nitridbundet siliciumkarbid har mindre slidstyrke end stål og polstringssvejsning, som begge er almindeligt anvendt i tribologiske metal-mineral-par. For at modvirke denne ulempe bør man anvende et passende indlejringsmateriale.

Modstandsdygtighed over for slid

Nitridbundet siliciumcarbid kan bruges til en lang række formål på grund af dets ekstraordinære mekaniske styrke, stabilitet ved høje temperaturer og slidstyrke. Fremstillet ved at blande grov- og mellemkornet SiC-korn med fintmalet Si-pulver (og binere), støbt, presset eller sprøjtestøbt i ønskede former før brænding i en nitrøs atmosfære, afspejler dets tribologiske egenskaber dem for ikke-oxidbundet siliciumcarbidkeramik, samtidig med at det giver øget slagfasthed og modstandsdygtighed over for termisk chok.

Nitridbundet siliciumcarbid klarer sig godt i jordslidstests, hvor let jord med løse sandkorn viser mindst slid fra mikroskæring forårsaget af korns frie bevægelse på tværs af friktionsoverflader og mikroskæring forårsaget af, at disse korn ridser overflader frit - hvilket giver langt færre buler end nogen af de andre testede toplagsmaterialer.

Nitridbundet siliciumcarbid kan formes til komplekse former ved hjælp af Blasch-processen, hvilket gør det til et fantastisk valg til anvendelser, der kræver meget nøjagtige dimensioner. Nitridbundet siliciumcarbid fremstilles ofte som støbt ildfast materiale, der bruges i ovne og andet tungt udstyr som et støbt ildfast materiale; andre anvendelser kan omfatte cyklonforinger til mineral- og kulanlæg samt slidstærke komponenter og pumpedele til kemiske anlæg. Nitridbundet siliciumcarbid er meget robust, hvilket gør det velegnet til barske servicemiljøer, der udsættes for ekstreme temperaturer, tryk og slid.

Termisk stabilitet

Siliciumnitrid har et højt smeltepunkt og fremragende termisk stabilitet, når det udsættes for ekstreme temperaturer, selv ved temperaturer under nul. Nitridbundet siliciumcarbid oplever ikke termisk chok eller erosion, når det udsættes for disse ekstreme temperaturer, hvilket gør det velegnet til brug i barske industrimiljøer og modstandsdygtigt over for mange alkalimetalsmelter såsom ikke-jernholdige metalsmelter. Nitridbundne ildfaste mursten af siliciumcarbid fremstillet af dette materiale kan også bruges til stål- og ikke-jernholdige metaller samt til affaldsforbrænding eller mineralforarbejdning.

Nitridbundet siliciumcarbid (NBSIC) fremstilles gennem reaktionsbinding, hvor et SiC-carbidpulverbinder opvarmes under nøje kontrollerede temperaturer og tryk for at producere sintret siliciumcarbid. Når det er sintret, infiltrerer siliciumnitrid sin vej ind i SiC-Carbide-kroppen og skaber tæt materiale; hvilket giver et slutresultat med store korn af siliciumcarbid adskilt af små nålelignende korn af siliciumnitrid med stærke grænseflader mellem faserne.

Disse materialer er meget stabile ved høje temperaturer og har meget lave lineære udvidelseskoefficienter, ud over at de er meget mekanisk stærke - de modstår kompression, strækning og bøjning uden problemer. De støbes ved hjælp af Blasch-processen og kan fremstilles i indviklede og præcise former til bl.a. cyklonforinger til processer i mineralanlæg med aggressive, slidstærke mineraler, korrosionsbestandige komponenter i kemiske anlæg og pumper, ventilforinger, dyser og tappe i gyllepumper og næsten netformer, der egner sig til præcisionsopgaver som fremstilling af ovnmøbler.

Termisk ledningsevne

Nitridbundet siliciumcarbid er meget varmeledende og i stand til at sprede energi ved høje temperaturer. Denne egenskab gør det særligt anvendeligt i applikationer, der kræver materialer, som bevarer styrke og stabilitet selv ved meget høje temperaturer.

Det nitridbundne siliciumkarbidmateriales overlegne varmeledningsevne hjælper også med at holde emnerne køligere under bearbejdningen, hvilket øger produktiviteten og mindsker risikoen for skader.

Nitridbundet siliciumcarbids sekundære fordel ligger i dets modstandsdygtighed over for oxidation. Den beskyttende nitridbelægning beskytter det mod dette problem i miljøer med høje temperaturer, hvilket gør nitridbundet siliciumcarbid velegnet til anvendelser, der kræver materialer, der er modstandsdygtige over for dannelse af oxider, som f.eks. ildfaste materialer eller industrianvendelser, der har brug for materialer med denne egenskab.

Nitridbundet siliciumcarbid kan produceres i mange former og størrelser, hvilket gør det til et alsidigt materiale, der er velegnet til forskellige anvendelser fra metalstøbning til produktion af ovnmøbler.

Nitridbelægningen gør keramikken mere uigennemtrængelig og øger dens evne til at modstå korrosion og andre miljøforureninger, hvilket gør nitridbundet siliciumcarbid ideelt til brug i meget belastede ovnmøbler, såsom aluminiumsreduktionsceller og kobberskaktovne.

Kemisk modstandsdygtighed

Nitridbundet siliciumcarbid er et usædvanligt højtydende materiale med fremragende kemisk resistens. Det kan tåle ekstreme temperaturer og skrappe kemikalier og er samtidig modstandsdygtigt over for korrosion, krybning og oxidering; dets slidstyrke gør det til et fremragende valg til miljøer, der kræver styrke og sejhed.

Siliciumcarbid er et ekstremt hårdt syntetisk materiale med en Mohs-hårdhed på 9, hvilket placerer det tæt på diamant med hensyn til sejhed og ridsefasthed. Dette materiale findes ofte i skæreværktøjer og slibeskiver. Nitridbundet siliciumkarbidkeramik fremstilles ved at blande SiC-grit med siliciumdioxidpulver og bindemiddel for at danne en reaktionsbundet matrix, som derefter støbes, presses eller sprøjtestøbes til blokke eller fliser til brug i forskellige applikationer.

Egenskaberne for nitridbundet siliciumcarbid varierer afhængigt af anvendelsen; generelt kan det modstå temperaturer på op til 1650 °C, samtidig med at det er modstandsdygtigt over for termisk chok. Desuden gør dets meget modstandsdygtige egenskaber det velegnet til miljøer som syrer, smeltede salte og halogener, og det er dårligt befugteligt af ikke-jernholdige metalsmelter som zink, aluminium og kobber, hvilket gør det velegnet til ildfast brug i stål- og ikke-jernholdige metallurgiske industrier.