Warum rekristallisiertes Siliziumkarbid das beste feuerfeste Material für Hochtemperaturanwendungen ist

Siliziumkarbid ist ein außergewöhnlicher keramischer Werkstoff, der aufgrund seiner Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Wärmeleitfähigkeit häufig für Anwendungen mit hohen Temperaturen eingesetzt wird.

Rekristallisiertes Siliciumcarbid wird durch Verdampfungs- und Koagulationsprozesse hergestellt und weist eine offene Porosität von 11%-15% auf, was eine einfache Erhitzung mit minimaler Schrumpfung ermöglicht und viele der Nachteile anderer Produktionsmethoden beseitigt.

Stärke

Natürlicher Moissanit kommt nur in Spuren in Meteoriten, Korund- oder Kimberlitvorkommen vor; das gesamte weltweit verkaufte SiC wird synthetisch hergestellt, indem reines Silizium und Kohlenstoff bei extrem hohen Temperaturen durch elektrische Ströme in einem Elektroofen geschmolzen werden.

Siliziumkarbid-Keramik hat einen extrem niedrigen Ausdehnungskoeffizienten, so dass sie Temperaturschwankungen ohne Rissbildung oder Bruch übersteht. Darüber hinaus zeichnet sich dieses Material durch eine hervorragende Biegefestigkeit und Bruchzähigkeit aus, d. h. es kann Belastungen standhalten, die andere Werkstoffe zerreißen könnten.

Aufgrund seiner einzigartigen Kombination von thermischen, mechanischen und chemischen Eigenschaften wird RSiC in zahlreichen Anwendungen in verschiedenen Branchen eingesetzt. Es findet sich in Möbeln für Öfen und Gasbrenner, Dieselpartikelfiltern, Wärmetauschern und Wärmeschutzwesten, wo es sich aufgrund seiner hohen Schlagfestigkeit hervorragend als kugelsicheres Material eignet.

Gesinterte Karbide (CCE), die aus RSiC in Verbindung mit Metallen bestehen, bieten eine höhere spezifische Festigkeit und einen höheren Elastizitätsmodul als reines kristallines SiC. Saint-Gobain Performance Ceramics & Refractories stellt Hexoloy her, einen fortschrittlichen Verbundwerkstoff aus RSiC und Aluminium, der zur Herstellung von leichten Panzerplatten verwendet wird, die aktuellen und zukünftigen ballistischen Bedrohungen standhalten.

Wärmeleitfähigkeit

Die ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit von rekristallisiertem Siliciumcarbid macht es zu einem ausgezeichneten feuerfesten Material für den Einsatz bei extrem hohen Temperaturen; es hat eine zehnmal höhere Wärmeleitfähigkeit als Schamotte und lässt sich problemlos in komplexe Formen bringen. Darüber hinaus ist es aufgrund seiner Korrosions- und Schlackenbeständigkeit äußerst zuverlässig gegen Schlackenangriffe; außerdem bietet nitridgebundenes Siliciumcarbid eine noch höhere Temperaturwechselbeständigkeit und Oxidationsbeständigkeit als oxidgebundene Versionen.

Rekristallisiertes Siliciumcarbid ist aufgrund seiner Eigenschaftskombination ein unschätzbarer Werkstoff, der in fortschrittlichen Technologien auf der ganzen Welt eingesetzt wird. Von energieeffizienten LEDs und Lasern bis hin zu Automobilen und Brennöfen - überall dort, wo Hochleistungsmaterialien benötigt werden. Rekristallisiertes Siliciumcarbid spielt bei diesen Anwendungen eine zentrale Rolle.

Der rekristallisierte Siliziumkarbidbalken von Duratec bietet eine hohe Temperaturbeständigkeit, ein geringes Gewicht, eine hohe Wärmeleitfähigkeit, eine niedrige Wärmerückhaltequote und eine lange Lebensdauer. Tragrahmen für Strukturgestelle in Tunnelöfen, Herdwagenöfen, Doppelrollenöfen und anderen Hochtemperaturöfen können die qualifizierte Brenngeschwindigkeit der Produkte bei gleichzeitiger Schonung der Energieressourcen deutlich erhöhen. Die Porzellan-, Glaskeramik-, Metallurgie- und Feuerfestindustrie können sie nutzen. Auch Hohlträger, Schuppenplatten oder speziell geformte Teile können damit hergestellt werden. RSiC kann gebogen oder verformt werden, ohne zu brechen oder seine Form zu verlieren, und hält Temperaturen von bis zu 1620 Grad Celsius stand, ohne Schaden zu nehmen oder zu reißen, was es zu einer ausgezeichneten Wahl als Brennhilfsmittel für elektrisches Hochspannungsporzellan, Sanitärporzellan und Glaskeramik macht.

Widerstandsfähigkeit gegen Korrosion

Rekristallisiertes Siliciumcarbid ist ein extrem haltbares Material mit hervorragender Korrosionsbeständigkeit, da seine kristalline Struktur eine passive Oxidschicht enthält, die es vor Säuren, Laugen und Lösungsmitteln schützt, die es chemisch angreifen können. Daher eignet sich rekristallisiertes Siliciumcarbid hervorragend für Anwendungen wie die Ölraffination und die chemische Verarbeitung, bei denen es tagtäglich mit diesen Substanzen in Berührung kommt.

Rekristallisiertes Siliciumcarbid zeichnet sich durch hervorragende mechanische Eigenschaften und eine außergewöhnliche Hitzetoleranz aus, d. h. es kann extrem hohen Temperaturen über längere Zeiträume standhalten, ohne seine Integrität oder strukturelle Festigkeit zu verlieren. Daher wird rekristallisiertes Siliciumcarbid in der Luft- und Raumfahrt und bei militärischen Ausrüstungen wie Raketen, Satelliten und Flugkörpern eingesetzt, wo seine Hitzetoleranz die Leistung verbessert und die Lebensdauer der Ausrüstung verlängert. Darüber hinaus kann rekristallisiertes Siliciumcarbid auch in Düsen und Ventilen von Fahrzeugen verwendet werden, die Projektilen wie Kugeln oder Raketen standhalten.

Hexoloy bietet ein Sortiment an gesintertem und rekristallisiertem Siliziumkarbid (SSiC und RSiC) an, um Ihre genauen Spezifikationen zu erfüllen, z. B. verschiedene Größen, Längen und Wandstärken, die für verschiedene feuerfeste Anwendungen geeignet sind. Sowohl Siliciumcarbid als auch Siliciumnitrid bieten einen hervorragenden Schutz vor extremen Temperaturen, abrasiven Umgebungen, direkter Flammeneinwirkung und anderen Formen der Beschädigung. Darüber hinaus verfügen diese Werkstoffe über eine hervorragende Oxidations- und Erosionsbeständigkeit, um ihre Lebensdauer in rauen Umgebungen zu verlängern, sowie über eine schnelle Abkühlung und Temperaturwechselbeständigkeit. Darüber hinaus wurden erhebliche Fortschritte beim Verständnis ihrer Korrosionseigenschaften erzielt, so dass jetzt Modelle zur Verfügung stehen, die den Ingenieuren helfen, eine optimale Leistung in komplexen Umgebungen zu erzielen.

Elektrische Isolierung

R-SiC verfügt über eine kristalline Matrix, die die Festigkeit auch bei hohen Temperaturen bewahrt, und einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten, der das Risiko von Stößen und Rissen minimiert. Damit ist es ideal für industrielle Anwendungen mit hohen Betriebstemperaturen.

RSiC ist aufgrund seiner einzigartigen Kombination von thermischen, mechanischen und chemischen Eigenschaften ein unverzichtbarer Werkstoff in vielen High-Tech-Industrien. Es hat sich zu einem der zuverlässigsten Werkstoffe der Welt mit unübertroffener Leistung entwickelt, der immer wieder zu Innovationen anregt.

Siliciumcarbidkeramik kann mit verschiedenen Techniken hergestellt werden, darunter Schlickerguss, Extrusion und Spritzguss. Nach der Herstellung wird RSiC in einem Ofen bei hohen Temperaturen gesintert, damit es rekristallisiert und seine charakteristische Mikrostruktur erhält.

Halbleiter unterscheiden sich von Leitern dadurch, dass sie elektrische Ströme und elektromagnetische Felder zur Regulierung ihrer Leitfähigkeit zulassen, was den Bau elektronischer Geräte ermöglicht, die Signale in einem elektrischen Schaltkreis verstärken, schalten oder umwandeln. Insbesondere SiC-Halbleiter weisen eine höhere Elektronenbeweglichkeit bei höheren Temperaturen auf und haben bei denselben Temperaturen einen geringeren Leistungsverlust, was sie zum bevorzugten Material für Schottky-Dioden, Transistoren und FETs/MOSFETs macht.