窒化被膜炭化ケイ素

窒化物結合炭化ケイ素（NBSIC）は、その優れた機械的強度と熱安定性で広く知られています。さらに、NBSICは卓越した耐酸化性を備えており、過酷な環境下での使用に適しています。.

ゴムは、熱膨張係数が低く、硬度、剛性、熱伝導率に優れているため、幅広い用途に適した汎用性の高い材料です。高温に耐えながらも柔軟性を維持できるため、プロセス炉の壁面や窯具の側壁には、ゴムが最適な選択肢となります。.

高強度

窒化物結合炭化ケイ素（NBSC）は、優れた熱的、機械的、化学的特性を備えた先端セラミックス材料であり、高性能切削工具やセラミックスから耐火物に至るまで、幅広い用途に使用されています。.

NBSiCは、窒化反応炉と呼ばれる特殊な炉内で、適切な結合剤の存在下、微細な炭化ケイ素粒子を窒素ガスと高温で反応させることによって製造されます。 このプロセスでは、反応に最適な条件を実現するため、温度、流量、窒化炉の温度設定の制御に加え、制御システムの調整についても綿密に監視が行われます。.

NBSiCは、優れた耐摩耗性および耐衝撃性に加え、優れた耐食性・耐薬品性を備えており、過酷な環境下での使用に適しているほか、多くの用途において耐摩耗性と熱安定性を発揮します。.

窒化物結合炭化ケイ素レンガ（NBSC）は、金属・鉱物間のトライボロジーペアで一般的に用いられる鋼やパディング溶接に比べて、はるかに優れた耐摩耗性を誇ります。粒子が緩い軽質土壌におけるその強度は、鋼／パディング溶接の組み合わせの8倍にも達します！ 重粘土質土壌においても、その耐摩耗性は8倍にも達します！さらに、これらのレンガは酸・アルカリによる侵食に耐えるだけでなく、スラグの堆積に対しても優れた耐性を発揮します。.

高温耐性

窒化物結合炭化ケイ素（NBSC）は、高い固有の機械的強度を持ち、高温下でのクリープ、酸化、腐食に耐えるSiC相のおかげで、優れた強度と耐熱性を備えた卓越した材料です。 さらに、Si3N4が破壊靭性を向上させるため、材料性能が最優先される場面において、NBSCは優れた材料ソリューションとなります。この組み合わせにより、NBSCは性能が最も重要視される用途に適しています。.

窒化物結合型炭化ケイ素耐火物は、銅、亜鉛、アルミニウムなどの非鉄金属の精錬など、高温下で高い耐荷重能力が求められる数多くの用途において、その有用性が実証されています。その長い耐用年数は、鋳造金属やゴム製のライニングに比べて優位性をもたらします。.

これらの耐火材料は、酸やアルカリに対する優れた耐薬品性、溶融塩中での卓越した耐侵食性、および耐熱衝撃性を備えているほか、SiC系セラミックスに比べて加工コストが低く、急激な温度変化への対応力にも優れています。.

窒化物結合型炭化ケイ素は、土木工学の多様な用途において、鋼やC+Cr+Nbパディング溶接と比較して、異なる土壌条件下での摩耗試験において優れた耐摩耗性を示し、 処理対象となる土壌の粒度分布に応じて、軽度土壌条件下では鋼およびC+Cr+Nbパディング溶接と比較して、これら両材料よりも2倍以上低い摩耗率を示した。その性能は、主に処理対象となる作業面の粒度分布に大きく依存していた。 窒化物結合炭化ケイ素は、軽度の土壌条件下で2倍以上の性能を発揮した。その性能は、C＋Cr＋Nbパディング溶接材などの従来の耐摩耗鋼材に比べ、土木工学分野における理想的な代替ソリューションとしての適性を明確に示していた。 これらの結果は、土木工学の用途において、この材料が理想的な耐摩耗性鋼材として適していることをさらに示している。したがって、土木技術者は、従来の耐摩耗性鋼材よりも、この材料を使用することで、土木工学の用途においてより容易に作業を行うことができるため、理想的な代替材料として機能するはずである。 これらの結果は、従来の耐摩耗鋼と比較して、土木工学の用途において優れた材料としてのその適合性を裏付けている。 これらの結果は、現在のところ耐摩耗鋼が十分な性能を発揮できない土木工学用途において、また、利用可能な耐摩耗鋼の代替材が確実に不足している土木工学用途において、本材料が理想的な代替耐摩耗鋼材料として適していることを実証している。.

高い耐摩耗性

窒化物結合炭化ケイ素（NBSiC）は、優れた耐摩耗性および耐衝撃性を備えているほか、圧縮荷重や引張荷重を伝達しつつ、変形の問題を生じることなく伸張や曲げに耐えることができるなど、卓越したトライボロジー特性を有しています。.

NBSICは、さまざまな成形プロセスを用いて、多様な形状、サイズ、断面形状に成形することができます。単純な円錐形やスリーブ形状から、原料処理設備用の複雑な設計部品に至るまで対応可能です。さらに、その高い強度と耐薬品性により、高炉本体の下部やウエスト／ベリー部などの炉内張り材としての用途にも適しています。.

窒化物結合炭化ケイ素は、鋼やパディング溶接、さらには土塊を扱う作業環境でよく用いられる耐摩耗セメントと比較しても、優れた耐摩耗性を有している。しかし、その耐摩耗性は土塊の組成や粒度分布などの要因に左右されることがあり、一般的に粒径が大きくなるにつれて低下する傾向がある。.

NBSICは、その化学的純度とトライボロジー特性および熱衝撃に対する耐性に優れており、アルミニウム溶解鍋の側壁、非鉄金属の製錬工程、機械製造工程、廃棄物焼却プロセスなどの高温用途に適しています。 1600oCまでの高温に耐え、かつ強度を損なわないため、炉床板、熱回収管、プッシャースラブなどの窯内用部品としても広く採用されています。.

高い熱伝導性

窒化物結合型炭化ケイ素は、優れた熱伝導性を備えており、熱を迅速かつ効率的に吸収・放散します。このため、耐熱性、低熱膨張性、あるいは耐熱衝撃性が求められる用途に適しています。.

アルミニウムは化学的に不活性であり、ほとんどの酸やアルカリに対して耐性があるため、腐食が発生しやすい環境での使用に適しています。 さらに、その耐性により、強度を損なうことなく1600oCに近い温度にも耐えることができるため、半導体炉で使用されるウェーハトレイの支持部やパドル、および優れた熱安定性が求められるサーミスタやバリスタなどの抵抗器に最適な材料となっています。.

窒化結合プロセスは、これらのセラミックスが持つ独自の特性を生み出す鍵となります。このプロセスでは、炭化ケイ素の粉末混合物を、マグネシウムなどの焼結助剤の存在下で高温の窒素ガスと反応させます。これにより窒化ケイ素（Si₃N₄）が生成され、それが硬化して緻密なセラミックス材料となり、堅固なセラミックス構造を構成します。.

CUMIREXおよびCUMISTARは、窒化物で結合された炭化ケイ素レンガを製造しており、これにより、次のような多くの利点を備えた製品を生み出しています：