Silikon Karbida Berikat Reaksi

Reaction bonded silicon carbide (RBSC) adalah keramik yang sangat kuat dan tangguh yang dapat digunakan dalam berbagai aplikasi seperti mesin turbin gas dan komponen yang aus.

Ikatan reaksi melibatkan infiltrasi bahan karbon berpori dengan silikon cair untuk menghasilkan hibrida keramik elastis yang dapat dibentuk menggunakan teknik pembentukan keramik konvensional seperti pengepresan, pencetakan injeksi, dan ekstrusi.

Kemurnian Tinggi

Silikon Karbida (SiC) adalah salah satu keramik yang paling keras, mempertahankan kekerasan dan kekuatan bahkan pada suhu tinggi. Inert secara kimiawi dan tahan terhadap pelarut, SiC memiliki konduktivitas termal yang baik - setengah dari baja! JJISCO memproduksi produk SiC standar dan khusus untuk memberikan kinerja optimal untuk kebutuhan industri.

Reaction Bonded Silicon Carbide (RBSC) terbuat dari campuran berpori SiC dan karbon yang telah disusupi silikon cair atau gas yang menyusup ke dalam pori-porinya, bereaksi dengan karbon untuk membentuk karbida silikon tambahan yang mengikat partikel awalnya dan membentuk benda padat dan kuat dengan ketahanan benturan dan keausan yang jauh lebih baik daripada SiC yang disinter, sekaligus menawarkan ketahanan oksidasi suhu yang lebih tinggi daripada CVD SiC.

Komponen baja berikat reaksi (RBSC) tidak bergantung pada alat bantu sintering yang memasukkan kotoran ke dalam bodi akhir dan dengan demikian mengurangi kekuatannya, menjadikan RBSC pilihan yang sangat baik untuk aplikasi dengan kemurnian tinggi seperti komponen tungku difusi. Segel mekanis, perabot kiln, nozel burner, dan tabung radiasi juga dapat memperoleh manfaat dari penggunaan proses ini, yang juga menawarkan stabilitas suhu yang sangat baik yang memperpanjang masa pakai dengan mengurangi degradasi yang disebabkan oleh reaksi kimia dan oksidasi; terutama penting ketika berhadapan dengan komponen yang sering mengalami variasi suhu selama operasi; ketahanan aus dan ketahanan benturan serta ketahanan terhadap bahan kimia semuanya ditawarkan oleh proses ini.

Kekuatan Tinggi

Silikon karbida berikatan reaksi (RB SiC) memiliki salah satu peringkat kekerasan Mohs tertinggi di antara material sintetis, sehingga sangat tahan lama. Dengan demikian, RB SiC dapat menahan benturan dari hantaman keras serta abrasi berkecepatan tinggi dari suhu tinggi; hal ini memperpanjang masa pakainya dalam operasi pertambangan dan industri lain yang beroperasi di bawah suhu tinggi. Selain itu, ketahanannya terhadap oksidasi dan korosi membuat RB SiC ideal untuk aplikasi kimia.

Silikon karbida berikatan reaksi diproduksi dengan menyusupkan silikon cair ke dalam karbon berpori atau bentuk awal grafit, di mana ia bereaksi dengan karbon untuk membentuk partikel SiC tambahan yang kemudian mengikat kembali ke matriks silikon karbida asli. Metode pembuatan keramik ini secara signifikan lebih cepat daripada metode tradisional yang mengandalkan alat bantu sintering untuk fusi bubuk padat ke dalam benda padat; hasilnya adalah bahan yang sangat tahan lama dengan toleransi dimensi yang luar biasa saat dibakar dan kekuatan mekanik yang sangat baik.

Reaction bonded silicon carbide (RB SiC) secara signifikan lebih murah dan memiliki kekerasan yang lebih rendah dibandingkan dengan silikon karbida sinter, sehingga cocok untuk aplikasi yang membutuhkan porositas atau permeabilitas yang lebih besar dari gas dan cairan. Reaction bonded silicon carbide juga memiliki ketahanan goncangan termal yang luar biasa - yang berarti dapat menahan fluktuasi suhu yang cepat tanpa kehilangan kekuatan atau sifat - yang membuat RB SiC menjadi pilihan bahan yang sangat baik untuk pompa, segel mekanis, bantalan, dan peralatan industri lainnya.

Daktilitas Tinggi

Ikatan reaksi adalah teknik pembentukan keramik yang melibatkan penyusupan preforms berpori dan berkarbon dengan silikon cair untuk bereaksi dengan karbon dan membentuk lebih banyak SiC, sehingga merekatkan material karbon asli.

Proses ini mencapai keuletan yang jauh lebih tinggi daripada proses konvensional dan memungkinkan produk RBSC kompleks berbentuk nyaris bersih pada suhu yang jauh lebih rendah untuk diproduksi.

Sintering konvensional RBSC membutuhkan suhu yang sangat tinggi; tergantung pada metode yang digunakan (ikatan reaksi, pengepresan panas, atau tanpa tekanan), suhu dapat melebihi 2200 derajat Celcius. Namun, dengan munculnya teknologi ikatan reaksi, proses ini sekarang dapat dilakukan pada suhu yang jauh lebih rendah.

Untuk memaksimalkan kekuatan lentur, silikon cair harus disusupi melalui saluran kapiler tanpa menghalanginya. Proses tipikal menggabungkan bubuk a-SiC dengan grafit atau pengikat organik yang meningkatkan eksotermisme infiltrasi; hal ini mengarah pada pembentukan fase B-C-SiC dan mengurangi jumlah silikon residu [5].

Gelcasting menggunakan sistem pembentukan gel untuk membentuk struktur mikro dan sifat mekanik produk akhir. Akrilamida (AM), monomer yang paling sering digunakan untuk aplikasi ini, bagaimanapun juga bersifat neurotoksik karena penghambatan oksigen pada proses polimerisasinya dan membutuhkan sistem pembentukan gel yang tidak beracun sebagai alternatif.

Kepadatan Lebih Rendah

Silikon karbida berikatan reaksi memiliki kekerasan dan kekuatan yang lebih rendah daripada sinter, namun menawarkan ketahanan terhadap keausan, termal, dan kimia yang unggul. Tersedia dalam berbagai bentuk, ukuran, dan toleransi, silikon karbida berikatan reaksi menjadikannya bahan serbaguna yang sempurna untuk seal mekanis, bantalan, pipa, choke kontrol aliran, serta komponen keausan yang lebih besar yang digunakan oleh pertambangan atau industri lainnya.

Proses ikatan reaksi untuk membuat keramik SiC melibatkan penyusupan karbon berpori atau bentuk awal grafit dengan lelehan silikon cair, menciptakan reaksi in situ antara silikon dan karbon untuk membentuk b-SiC yang mengikat partikel a-SiC aslinya menjadi satu. Setiap saluran kapiler yang tidak bereaksi kemudian diisi dengan cairan silikon sisa.

Salah satu keuntungan dari produksi RBSC adalah dapat dilakukan pada suhu pemrosesan yang lebih rendah daripada sintering; namun, keramik yang diproduksi mungkin mengandung sejumlah besar silikon bebas yang dapat retak di bawah tekanan selama penanganan atau penggunaan.

Untuk mengurangi silikon bebas, sangat penting untuk mempertahankan waktu RS yang singkat dan menambahkan karbon hitam ke dalam preform. Hal ini dapat meningkatkan densitas relatif material green body sekaligus meningkatkan kekuatan lentur dan kelenturan modulus elastisitas seiring dengan meningkatnya kandungan karbon hitam dalam preform hingga 15 persen berat.