Nitridkötésű szilíciumkarbid

Az NBSiC magas hőmérsékleten is nagy teherbírású, valamint ellenáll a savaknak, olvadt sóknak és halogéneknek. Ezenkívül ez a kis tömegű termék összetett formákba alakítható, hogy különböző módon helyettesítse a fém alkatrészeket.

Az anyag kiválóan ellenáll a rideg repedéseknek és az ütés okozta kopásnak. Továbbá a gumi minden talajtípusban jobb kopásállósággal rendelkezik, mint az acélok.

Erősség

Az NBSiC kerámiák kiváló mechanikai szilárdságot biztosítanak a koptató környezetben történő alkalmazásokhoz, valamint kémiailag inertek és savakkal szemben ellenállóak. Továbbá, ez a tűzálló anyag kiváló hőstabilitással rendelkezik - ami azt jelenti, hogy repedés vagy degradáció nélkül képes ellenállni a magas hőmérsékleteknek -, így alkalmas a hőelemek védelmére a zord környezetektől vagy kemencebélések készítésére.

A szilárdságot a szemcseméret-eloszlás és a szilícium-nitrid részecskék jelenléte határozza meg a szilícium-karbid szemcsék között. A tribológiai kopásállóság a szemcseméret növekedésével csökken. Az NBSiC esetében a szilícium-nitrid finom pórusszerkezeteket képez a nagy szemcsék között, hogy az erősítő fázis újra megtámadhassa a kopott felületeket, és csökkentse az egyes szemcsék terhelését.

Az NBSiC a Blasch-eljárással összetett formákba formálható tűzálló alkalmazásokban való felhasználásra, mivel könnyen alakítható. Alkatrészekre formázva akár több mikronos pontossággal is rendelkezik. Az NBSiC továbbá rendkívüli kopásállóságot mutat a szélsőséges hőmérsékletekkel, valamint a talajrészecskék okozta kopással szemben, és még a kifejezetten talajmunkákhoz tervezett speciális acélokat is felülmúlja: a kopásvizsgálatok során a közepes talajviszonyok között kilencszer kisebb intenzitású kopást, nehéz talajviszonyok között pedig akár 1,2-szer kisebb intenzitást mutattak ki, mint az acél kopásvizsgálatok.

Szívósság

A nitridhez kötött szilíciumkarbid egy fejlett tűzálló anyag, amely kiváló szívóssággal, kopásállósággal és szilárdsági tulajdonságokkal rendelkezik. Szélsőséges hőmérsékleteknek is ellenáll, miközben rendkívül stabil marad, korlátozott lineáris tágulási és összehúzódási sebességgel, valamint hősokk-ellenálló tulajdonságokkal rendelkezik. A nitridkötésű szilíciumkarbidot gyakran használják vasgyártó kohókban (különösen a kémény alsó részei, a has és a bozh), kerámiagyártási alkalmazásokban, valamint egyéb ipari felhasználásra.

A nitridálási eljárással előállított szilíciumkarbid (SiC szemcse és fémszilícium por) keveredik és magas hőmérsékleten, nitrogénben gazdag környezetben égetik ki, hogy a reakcióban kötött szilíciumkarbid szemcsék sűrű, a kerámiagyártáshoz használt acélhoz hasonló erős kötésekkel rendelkező kerámiaanyagokká alakuljanak.

A nitridkötésű szilíciumkarbiddal végzett vizsgálatok kimutatták, hogy különböző talajviszonyok között az acélnál jobb hatékonysággal csökkenti a koptató kopást, mint az acél, a bóracél és a C+Cr+Nb betétes hegesztés teljesítményével összehasonlítva különböző alkalmazásokban. Továbbá megállapították, hogy a szemcseméret-eloszlás közvetlenül befolyásolja ennek az anyagnak a kopásállóságát és kopásállóságát.

Ahogy a nitridkötésű szilíciumkarbid szemcsemérete csökken, úgy nő a kopásállósága, és ideális anyaggá válik a megmunkálandó talajtömeg alkatrészeinek előállításához.

Magas hőmérsékletekkel szembeni ellenállás

A nitridhez kötött szilíciumkarbid kiváló stabilitást, mechanikai szilárdságot és törési szívósságot mutat 1375 °C (a szilícium olvadáspontja) feletti hőmérsékleten. A Silcarb az NBSIC kerámiák gyártásához egy fejlett gyártási eljárást alkalmaz, amelyet csúszásöntésnek/sajtolásnak neveznek, majd oxigénnel ellenőrzött környezetben történő égetésnek, hogy a lehető legmagasabb üzemi hőmérsékletet érjék el. A nitridkötésű szilíciumkarbid számos ipari felhasználási területet talál, többek között alumíniumolvasztó edények kemencebútorzatának oldalfalait vagy nagyolvasztó kemencék alsó kéményeit.

Ez az anyag kiváló korrózióállóságot biztosít különböző környezetekben, a száraz levegőtől az olvadt sókig és fémekig, valamint olyan összetett környezetekben, mint a szénhamu és salak. A nitridhez kötött szilíciumkarbid bizonyos esetekben akár az acélt is helyettesítheti, mint a legjobb választás.

A nitridhez kötött szilíciumkarbid lenyűgöző kopásállóságot biztosít a koptató talajviszonyokkal szemben. Tanulmányok bizonyították, hogy akár kilencszer ellenállóbb, mint a talajmunkákhoz használt speciális acélok, és több mint kétszer olyan ellenálló, mint a 38GSA acélon töltőhegesztésként használt bórtartalmú acél. A könnyű talajviszonyok közötti teljesítmény gyakran felülmúlta a közepes és nehéz talajviszonyokat; különösen előnyös a könnyű a közepesen nehéz körülményekkel szemben.

Korrózióállóság

A nitridkötésű szilíciumkarbidot gyakran használják olyan alkalmazásokban, amelyek szilárdságot, szívósságot és hőstabilitást igényelnek. Ez az anyag kopásállósági céllal gyakran megtalálható kopó alkatrészekben, csapágyakban és fúvókákban; emellett a magas hőmérsékleten nyújtott kiváló teljesítménye miatt gyakran használják repülőgépipari és autóipari alkalmazásokban, beleértve a gázturbina-alkatrészeket, motoralkatrészeket és hőcserélőket.

A kötési fázisban lévő nitrid védelmet nyújt a forró gázok, olvadt sók és fémek okozta korrózió ellen. Az anyagok gyakran kapnak egy további szilícium-dioxid bevonatot, hogy tovább növeljék a korrózióállóságot, miközben a szilíciumkarbidot megvédik az eróziótól, miközben javítják az általános korrózióállóságot. A nitrid hozzájárul a termikus sokkokkal szembeni ellenálláshoz is, így hatékonyan használhatók olyan alkalmazásokban, amelyek gyors hőmérsékletváltozásokkal járnak.

A nitrogénhez kötött szilíciumkarbid (NBC) tűzálló anyagokat gyakran alkalmazzák súlyos üzemi körülmények között az ötvözetek és más tűzálló anyagok, például ötvözött anyagok helyettesítésére. Gyakori példa erre az ásványfeldolgozó üzemek ciklonbélése, valamint az NBC-t tartalmazó öntött tűzálló anyagokból készült szivattyúalkatrészek, szelepbélések, csapok és fúvókák.

A nitrogénhez kötött szilíciumkarbid téglák számos alkalmazási területet találnak az acél- és a színesfémkohászati kemencékben, amelyeket alumíniumolvasztó edények, kohók, kemencebútorok és nagyolvasztó kemencék oldalfalaként és alsó rakásaként használnak. Jellemzőik közé tartozik a kiváló ütésállóság, az összetett formákba való könnyű alakíthatóság és a kivételes kopásállósági fokozat.