반응 결합 실리콘 카바이드

반응 결합 실리콘 카바이드(RB SiC)는 다공성 탄소 또는 흑연 프리폼에 용융 실리콘을 침투시켜 형성됩니다. 소결 탄화 규소보다 경도는 낮지만 내마모성이 뛰어나 잠재적 차이를 보완합니다.

금속 매트릭스 복합재(MMC)는 부식 및 온도 안정성이 우수하고 열팽창률이 낮아 광업 및 기타 산업에서 대형 마모 부품을 제조하는 데 이상적입니다.

높은 강도

반응 결합 실리콘 카바이드(RBSC)는 매우 강한 세라믹 소재입니다. 산성 부식에 대한 저항성과 내마모성이 뛰어나 기계식 씰과 베어링은 물론 고온 환경에서도 사용하기에 적합합니다. 또한 고온에서도 손상 없이 견딜 수 있다는 점도 장점입니다.

RBSC 부품의 제조는 간단합니다. 이 재료는 압출 프레스에서 거친 탄화규소, 실리콘 및 가소제를 결합한 후 가열하여 원하는 형태로 성형합니다. 이 반응을 통해 제조업체는 초기 치수와 비교했을 때 약간의 변화(일반적으로 시간이 지남에 따라 1% 이하의 변화)만으로 크고 복잡한 부품을 쉽게 만들 수 있습니다.

소결 실리콘 카바이드에 비해 강도와 경도는 낮지만 생산 비용은 더 효율적입니다. 또한 내마모성과 내충격성이 뛰어나며 열충격 저항성도 우수합니다.

실리콘 카바이드는 기존 세라믹과 달리 압착 및 소결이 아닌 화학 반응을 통해 실리콘과 탄소를 효과적으로 조합하여 다공성 프리폼에 결합하여 SiC를 만든다는 점에서 다릅니다. SiC는 열 안정성과 부식 및 산화에 대한 저항성, 높은 열전도율이 뛰어나 단열재 및 용광로 라이닝 등 다양한 산업 분야에 사용되며 가스 터빈 및 연소 노즐과 같은 고온 애플리케이션에서도 제조에 SiC 부품을 사용합니다.

높은 온도 안정성

반응 결합 실리콘 카바이드는 매우 견고하고 내마모성이 뛰어난 소재로 제조할 수 있어 극한의 압력이나 온도가 필요한 애플리케이션에 적합합니다. 또한 RB SiC는 열적으로 안정적이기 때문에 극한의 온도에서도 변형이나 성능 저하가 발생하지 않습니다.

RB SiC의 고온 안정성은 주로 화학적 특성에서 비롯됩니다. 실리콘의 화학적 용해는 각 실리콘 원자가 결정 격자에서 다른 실리콘 원자와 4개의 결합을 형성할 수 없는 “꼬임 원자”(그림 28의 구조 A)로 알려진 부위에서 일어나며, 대신 이 독특한 부위는 주변 분자의 OH 또는 H 리간드와 결합을 형성하여 시간이 지나면서 점차 구조 B 및 C로 진화합니다.

이 공정은 일반적으로 실리콘과 탄소가 침투액으로, 물이 침투액으로 사용되는 반응을 활용하며, 다공성 프리폼 형태와 용융 온도 등의 파라미터가 주요 기여 요인으로 연구되는 RB SiC 생산의 필수 단계입니다.

이 연구를 통해 다공성이 높고 치수 안정성이 뛰어난 RB SiC를 제조하는 혁신적인 공정이 개발되어 기존 세라믹 성형 기술에 비해 시간과 비용을 모두 절약할 수 있게 되었습니다. 이 방법은 광업이나 기타 산업에 사용되는 대형 마모 부품을 생산할 때 특히 유리합니다.

열 충격 저항

반응 결합 실리콘 카바이드는 열 충격 저항성이 뛰어나 급격한 온도 변화에도 변형 없이 견딜 수 있습니다. 따라서 가스 터빈이나 원자로와 같이 작동 온도가 높은 환경에 적합합니다.

RB SiC는 다공성 탄소 또는 흑연 프리폼에 액체 실리콘을 주입하여 생산됩니다. 소결 실리콘 카바이드(SSiC)에 비해 경도는 낮지만 생산 비용이 저렴하고, 기체와 액체에 대한 투과성이 있어 통기성이 우수하며, 내마모성과 내식성으로 미끄럼 마모와 높은 사용 온도 등 극한의 조건에서도 견딜 수 있는 것이 특징입니다.

섬유 결합 및 현장 반응 결합 다공성 SiC 세라믹은 열 충격을 받았을 때 우수한 유지 강도를 보였으며, 두 소재 모두 급속 냉각 후에도 초기 굽힘 강도의 90% 이상을 유지했습니다.

실리콘 카바이드(SiC)는 가장 단단한 엔지니어링 세라믹 중 하나로, 극도로 높은 온도에서도 경도를 유지합니다. 인성, 내열성 및 내마모성이 뛰어나고 무게가 가볍기 때문에 열악한 환경에서 부식을 방지하는 화학적 불활성뿐만 아니라 씰 페이스 및 고성능 펌프에 탁월한 소재입니다.

내식성

반응 결합 실리콘 카바이드(RB SiC)는 뛰어난 기계적 강도와 열 안정성을 갖춘 탁월한 세라믹 소재입니다. 또한 부식과 산화에 강해 다양한 모양과 크기로 생산할 수 있어 발전과 같은 여러 산업 환경에서 귀중한 구성 요소로 사용됩니다. 이 소재는 발전소의 탈질/탈황 노즐, 광산 작업에서 사용되는 내마모성 라이닝, 반도체 용광로에서 사용되는 부품 등에 일반적으로 사용됩니다.

RB SiC는 다공성 탄소 프리폼에 액체 실리콘을 침투시킨 다음 탄소와 반응시켜 추가적인 실리카를 형성하고 입자를 온도 제어 하에 빠르게 결합시킴으로써 만들어집니다. 이 반응은 침투하는 동안 수축하지 않기 때문에 정밀한 허용 오차를 허용하므로 무결성 손실 없이 크고 정확한 치수를 생산할 수 있습니다.

RB SiC는 내화학성이 뛰어나 대부분의 산, 알칼리, 산화제에 의한 부식을 견딜 수 있습니다. 또한 불활성이기 때문에 열악한 환경에서 사용하기에 적합하며 열팽창 계수가 낮아 급격한 온도 변화에도 열 충격 없이 견딜 수 있습니다.