Nitridbundet siliciumcarbid

Nitridbundet siliciumcarbid med overlegen højtemperaturstyrke og fremragende oxidationsmodstand er et ideelt materiale til ovnmøbler.

Nitridbundet siliciumcarbid af den nuværende opfindelse er særligt modstandsdygtigt over for slid i jordmasser. Slidstyrken blev bestemt til at afhænge af kornstørrelsesfordelingen i den bearbejdede masse; for at opnå den bedste ydeevne i let jord.

Høj styrke

Nitridbundet siliciumcarbids overlegne styrke gør det til et ideelt ildfast materiale til brug i højovne til jernfremstilling, hvor det kan modstå selv barske forhold som tryksintring. Dette materiale fremstilles ved at lade siliciumcarbidpulver reagere med nitrid- eller oxidkeramik i en tryksintringsproces; slutproduktet er et tæt materiale med meget høj træk- og trykstyrke, samtidig med at det har meget få porer.

Mursten med denne sammensætning kan modstå termisk chok, hvilket gør dem velegnede til brug i jernfremstillende højovnes nederste del af skorsten, mave, bosh og tuyere-områder. Desuden omfatter deres egenskaber fremragende slaggemodstand, slidstyrke ved høje temperaturer og modstandsdygtighed over for alkali-erosion.

Silcarb-keramik giver fremragende modstandsdygtighed over for oxidering og sejhed til anvendelser, der kræver det - som f.eks. termoelementbeskyttelsesrør, der bruges i barske miljøer til at beskytte temperatursensorer mod skader. Silcarb tilbyder nitridbundet siliciumcarbidkeramik, der er specielt skræddersyet til sådanne formål, og som produceres til termoelementbeskyttelsesrør af Silcarb.

Nitridbundne siliciumcarbidsten har også en imponerende modstandsdygtighed over for slag og slid i let jord, som det fremgår af en undersøgelse, der konkluderede, at de havde større slidstyrke end stål og den Fe-Cr-Nb-padsvejsning, der bruges på 38GSA-stål. Desværre falder dens slidstyrke betydeligt i tungere jord, da slibende partikler har tendens til at sætte sig fast i dens porer lettere end forventet.

Styrke ved høje temperaturer

Nitridbundet siliciumcarbid har en unik evne til at modstå ekstreme temperaturer på grund af nitridationsreaktionen, som danner meget kovalente bindinger mellem siliciumpulver og nitridpartiklerne, hvilket opretholder styrken selv under udfordrende omstændigheder som f.eks. oxidation ved ekstremt høje temperaturer.

Nitridbundet siliciumcarbid har en høj specifik styrke, der gør det velegnet til en lang række anvendelser. Desuden kan dette materiale prale af enestående tribologiske egenskaber og slidstyrke; slagchok håndteres godt takket være høj brudstyrke; korrosionsbeskyttelsen er fremragende, mens modstandsdygtigheden over for termisk chok gør dette til en fremragende mulighed for industriel brug.

Ved 25 C og 1300 C blev fiberforstærket, ensrettet nitridbundet siliciumcarbid testet ved hjælp af en ny testteknik, der minimerer bøjningsmomentet og samtidig garanterer, at svigt altid sker inden for prøvens måleområde. Resultaterne viste en metallignende spænding-tøjningsadfærd ved begge temperaturer med en ultimativ trækstyrke på 543 MPa ved 1300 C.

Slidkarakteristika for nitridbundet siliciumcarbid afhænger af jordmassetypen, især partikelstørrelsesfordelingen. Let jord viste overlegen slidstyrke, mens tung jord registrerede den laveste værdi for slidstyrke.

Modstandsdygtighed over for høje temperaturer

Nitridbundet siliciumcarbid udviser overlegen termisk stabilitet ved høje temperaturer, da det er modstandsdygtigt over for revnedannelse ved højere temperaturer. Det gør det til et fremragende valg af ildfast materiale, når det udsættes for hurtige ændringer i driftsbetingelserne - perfekt til anvendelser, der involverer hurtige overgange.

Reaktionsbundet siliciumcarbid (RBSC) skabes ved tryksintring af en blanding af SiC og oxidkeramiske pulvere, der indeholder aluminium. Den resulterende tætte matrix af SiC har fremragende slid-, slag- og kemikaliebestandighed, samtidig med at den let kan formes til indviklede former med Blasch-processen.

Nitridbundne ildfaste materialer er meget stabile materialer med enestående mekanisk styrke, modstandsdygtighed over for termisk chok, kemisk inerti og kemisk inerti - kvaliteter, der har gjort, at det er blevet brugt i en række industrielle anvendelser som f.eks. sidevægge i aluminiumssmeltekar og nedre stakke i højovnsklokker samt i ovnmøbler som brændere, muffler, skurbrædder, flåder og søjler på grund af dets overlegne temperaturstyrke og mekaniske integritet.

Nitridbundet sinter er kendt for sin overlegne slidstyrke. Undersøgelser har vist, at det er langt mere slidstærkt end stål og polstersvejsning i alle testede jordtyper, og at det mere end fordobler stålets modstandsdygtighed under lette jordforhold og tredobler dets modstandsdygtighed under tunge.

Modstandsdygtighed over for termisk stød

Nitridbundet siliciumcarbid har en fremragende modstandsdygtighed over for termisk chok og modstår hurtige temperaturændringer uden at revne - hvilket gør det til det ideelle materiale til applikationer, der oplever termisk cykling. Nitridbundet siliciumcarbid har også en enestående modstandsdygtighed over for oxidation ved høje temperaturer på grund af den tætte overflade, som modstår gasoxidation fra gasser som metaloxider eller alkaliske opløsninger samt kryolitkorrosion, hvilket gør det velegnet til affaldsforbrænding, aluminiumreduktionsceller eller kobberskaktovne.

Reaktions-sintret siliciumnitrid-teknologi (RSiC) gør det muligt at skabe det. Siliciumpulver blandes med korn af siliciumcarbid, før det udsættes for nitrogengas til nitrering i en atmosfære, der er rig på faste siliciumpartikler, hvilket producerer siliciumnitrid, som binder siliciumcarbidpartiklerne sammen til et tæt materiale, der producerer en porøs struktur med lavere densitet end sintret siliciumcarbid i flydende fase (LPSSIC).

NBSiC kan let formes til indviklede former ved hjælp af Blasch-processen og har ønskværdige ildfaste og kemiske egenskaber. Dets slidstyrke selv under hårde, slibende jordforhold har vist sig at være imponerende - det slides langt mindre intensivt end specialstål beregnet til jordarbejde, i nogle tests fire gange (i forhold til svejsepuder med Fe-Cr-Nb-svejsninger under medium jordforhold og op til 6,5 gange under svære jordforhold).