Nitridisidottu piikarbidi

Nitridillä sidottu piikarbidi (NBSIC) tunnetaan laajalti erinomaisesta mekaanisesta lujuudestaan ja lämpöstabiilisuudestaan. Lisäksi NBSIC:llä on poikkeuksellinen hapettumiskestävyys, minkä ansiosta se soveltuu käytettäväksi vaativissa olosuhteissa.

Alhaisen lämpölaajenemiskertoimensa, suuren kovuutensa, jäykkyytensä ja lämmönjohtavuutensa ansiosta kumi on monipuolinen materiaali, joka soveltuu moniin käyttötarkoituksiin. Se kestää korkeita lämpötiloja säilyttäen joustavuutensa – minkä vuoksi kumi on erinomainen valinta prosessiuunien seinäpinnoiksi tai uunikalusteiden sivuseiniksi.

Korkea lujuus

Nitridilla sidottu piikarbidi (NBSC) on edistyksellinen keraaminen materiaali, jolla on erinomaiset lämpö-, mekaaniset ja kemialliset ominaisuudet ja jota käytetään monissa sovelluksissa, kuten korkean suorituskyvyn leikkuutyökaluissa, keraamisissa tuotteissa ja tulenkestävissä materiaaleissa.

NBSiC:tä valmistetaan saattamalla hienojakoiset piikarbidihiukkaset reagoimaan typpikaasun kanssa korkeissa lämpötiloissa sopivan sideaineen läsnä ollessa erityisessä uunissa, jota kutsutaan nitrausreaktoriksi. Prosessia seurataan tarkasti lämpötilan, virtausnopeuden ja nitrausuunin lämpötila-asetusten osalta sekä säätämällä järjestelmän asetuksia, jotta saavutetaan optimaaliset olosuhteet reaktiolle.

NBSiC:llä on erinomainen kulutus- ja iskunkestävyys sekä loistava korroosio- ja kemikaalinkestävyys, minkä ansiosta se sopii vaativiin olosuhteisiin ja tarjoaa kulutuskestävyyttä ja lämpöstabiilisuutta monissa käyttökohteissa.

Nitridiliitoksella sidotut piikarbiditiilet (NBSC) ovat huomattavasti kulutuskestävämpiä kuin teräs ja peitehitsaus, jotka ovat kaksi yleistä vaihtoehtoa metalli-mineraali-tribologiapareissa. Niiden lujuus kevyessä, irtonaisista rakeista koostuvassa maaperässä on kahdeksankertaisesti parempi kuin teräs/peitehitsaus-yhdistelmien! Raskaassa maaperässä ne ovat jopa kahdeksan kertaa kulutuskestävämpiä! Lisäksi nämä tiilet kestävät happo- ja emäskorroosiota sekä tarjoavat erinomaisen vastustuskyvyn kuonan kertymiselle.

Korkean lämpötilan kestävyys

Nitridisidottu piikarbidi (NBSC) on poikkeuksellinen materiaali, jolla on erinomainen lujuus ja korkean lämpötilan kestävyys. Tämä johtuu SiC-faasista, joka tarjoaa luonnostaan korkean mekaanisen lujuuden ja kestää virumista, hapettumista ja korroosiota korkeissa lämpötiloissa; ja Si3N4, joka parantaa murtolujuutta – mikä tekee NBSC:stä erinomaisen materiaaliratkaisun tilanteissa, joissa materiaalin suorituskyky on ensisijaisen tärkeää. Tämän yhdistelmän ansiosta NBSC sopii sovelluksiin, joissa suorituskyky on tärkeintä.

Nitridillä sidotut piikarbidiset tulenkestävät materiaalit ovat osoittaneet arvonsa lukuisissa sovelluksissa, joissa vaaditaan suurta kuormituskestävyyttä korkeissa lämpötiloissa, kuten kuparin, sinkin ja alumiinin kaltaisten ei-rautametallien sulatuksessa. Niiden pidempi käyttöikä tarjoaa etuja verrattuna valettuihin metallisiin tai kumisiin vuorauksiin.

Näillä tulenkestävillä materiaaleilla on erinomainen kemiallinen kestävyys happoja ja emäksiä vastaan, poikkeuksellinen kulutuskestävyys sulissa suoloissa sekä lämpöshokkikestävyys – ja lisäksi ne ovat edullisempia valmistaa ja sietävät lämpötilan nopeita muutoksia paremmin kuin SiC-pohjaiset keraamit.

Nitridilla sidottu piikarbidi osoitti erinomaisia tuloksia kulutuskestävyystesteissä erilaisissa maaperäolosuhteissa verrattuna teräkseen ja C+Cr+Nb-lisäkehitsiin erilaisissa rakennustekniikan sovelluksissa, ja sen kulumisnopeus oli kevyissä maaperäolosuhteissa kaksi tai useampia kertoja pienempi kuin teräksen ja C+Cr+Nb-päällyshitsin, riippuen käsiteltävän maaperän raekokojakaumasta; sen suorituskyky riippui suurelta osin käsiteltävien pintojen raekokojakaumasta. Nitridisoidun piikarbidin suorituskyky oli kaksi tai useampia kertoja parempi kevyissä maaperäolosuhteissa; sen suorituskyky osoitti selvästi, että se sopii ihanteelliseksi vaihtoehtoiseksi ratkaisuksi rakennustekniikan sovelluksissa perinteisiin kulutuskestäviin teräsvaihtoehtoihin verrattuna, kuten C + Cr + Nb-päällystehitsausmateriaaliin. Nämä tulokset osoittavat lisäksi sen sopivuuden ihanteellisena kulutusta kestävänä teräsmateriaalina rakennustekniikan sovelluksissa; sen tulisi siten toimia ihanteellisena vaihtoehtomateriaalina, jota rakennusinsinöörit voivat käyttää helpommin kuin perinteistä kulutusta kestävää terästä näissä sovelluksissa verrattuna sen kulutusta kestävään teräsvastineeseen. Nämä tulokset vahvistavat sen sopivuuden erinomaiseksi materiaaliksi rakennustekniikan sovelluksissa verrattuna sen teräsvastineeseen. Nämä tulokset osoittavat sen sopivuuden ihanteellisena vaihtoehtona rakennustekniikan sovelluksissa kulutusta kestävänä teräsmateriaalina, sillä nykyisissä rakennustekniikan sovelluksissa kulutusta kestävä teräs ei pysty suoriutumaan tehtävistään, ja rakennustekniikan sovelluksissa, joissa kulutusta kestävän teräksen vaihtoehtoja on saatavilla runsaasti, ei varmasti tule syntymään pulaa.

Erinomainen kulutuskestävyys

Nitridilla sidotulla piikarbidilla (NBSiC) on erinomainen kulutus- ja iskunkestävyys sekä loistavat tribologiset ominaisuudet; se pystyy esimerkiksi siirtämään puristus- ja vetokuormia sekä kestämään venytystä tai taivutusta ilman, että siinä ilmenee muodonmuutosongelmia.

NBSIC-materiaalia voidaan muovata erilaisiksi muodoiksi, kokoiksi ja profiileiksi käyttämällä erilaisia muovausmenetelmiä. Valikoima ulottuu yksinkertaisista kartio- ja holkkimuodoista monimutkaisiin, räätälöityihin osiin raaka-aineen käsittelylaitteistoihin. Lisäksi sen suuri lujuus ja kemiallinen kestävyys tekevät siitä sopivan uunien vuorauskäyttöön, kuten masuunirungon alaosaan tai vyötärö- ja vatsaosiin.

Nitridillä sidotulla piikarbidilla on erinomainen kulutuskestävyys verrattuna teräkseen ja täytehitsaukseen sekä kulutusta kestävään sementtiin, jota käytetään usein maamassan käsittelyolosuhteissa. Sen kestävyys voi kuitenkin riippua tekijöistä, kuten maamassan koostumuksesta ja raekokojakaumasta – tyypillisesti kestävyys heikkenee raekoon kasvaessa.

NBSIC erottuu edukseen kemiallisen puhtautensa sekä tribologisen ja lämpöshokin kestävyytensä ansiosta, minkä vuoksi se soveltuu korkean lämpötilan sovelluksiin, kuten alumiinisulatusastioiden sivuseiniin, ei-rautametallien sulatusprosesseihin, koneenrakennukseen ja jätteiden polttoprosesseihin. Se kestää jopa 1600 °C:n lämpötiloja menettämättä lujuuttaan, minkä vuoksi sitä valitaan yleisesti myös uunien rakennusosiksi, kuten tulipesälevyiksi, rekuperaattoriputkiksi ja työntölevyiksi.

Korkea lämmönjohtavuus

Nitridilla sidottu piikarbidi tarjoaa erinomaisen lämmönjohtavuuden, sillä se imee ja johtaa lämpöä nopeasti ja tehokkaasti. Tämän ansiosta se sopii sovelluksiin, joissa vaaditaan korkeaa lämmönkestävyyttä, pientä lämpölaajenemista tai lämpöshokkinkestävyyttä.

Alumiini on kemiallisesti inertti ja kestää useimpia happoja ja emäksiä, minkä ansiosta se sopii käytettäväksi korroosiolle alttiissa ympäristöissä. Lisäksi sen kestävyyden ansiosta se kestää jopa lähes 1600 °C:n lämpötiloja menettämättä lujuuttaan, minkä vuoksi se on ensisijainen valinta puolijohde-uuneissa käytettävien piikiekkojen alustojen ja sekoituslautojen valmistukseen sekä termistoreiden ja varistoreiden kaltaisten vastusten valmistukseen, joissa vaaditaan erinomaista lämpöstabiilisuutta.

Nitridien sitoutumisprosessi on avainasemassa näiden keraamisten materiaalien ainutlaatuisten ominaisuuksien kannalta. Prosessissa piikarbidijauhe sekoitetaan typpikaasun kanssa ja saatetaan reagoimaan korkeissa lämpötiloissa magnesiumin kaltaisten sintrausapuaineiden läsnä ollessa. Tällöin muodostuu piinitridiä (Si₃N₄), joka kovettuu tiheiksi keraamisiksi materiaaleiksi, joista muodostuvat vankat keraamiset rakenteet.

CUMIREX ja CUMISTAR valmistavat nitridillä sidottuja piikarbiditiiliä, joista valmistetaan tuotteita, joilla on monia etuja: