Reakcijos būdu surištas silicio karbidas

Reakcijos būdu surištas silicio karbidas yra itin atspari keraminė medžiaga, pasižyminti išskirtiniu atsparumu smūgiams ir dėvėjimuisi, atsparumu terminiams smūgiams ir cheminiam poveikiui.

Akytų SiC ir anglies dalelių preparatai, infiltruoti skystu arba dujiniu siliciu, dėl cheminės silicio ir anglies reakcijos savaime susijungia. Siliciui reaguojant su anglimi, susidaro papildomos silicio karbido dalelės, kurios dar labiau suriša pradines daleles.

Didelis stiprumas

Reakcijos būdu surištas silicio karbidas (RBSiC) yra itin patvari keraminė medžiaga, pasižyminti išskirtiniu atsparumu cheminėms medžiagoms, atsparumu smūgiams, dilimui ir terminiam smūgiui. Gaminamas infiltruojant išlydytą silicį į akytas anglies arba grafito ruošinius, kur jis reaguoja su anglimi ir susidaro SiC, todėl dėl savo išskirtinio stiprumo ir didelio plastiškumo RBSiC idealiai tinka netoli grynojo formavimo procesams, tokiems kaip presavimas, įpurškimas ir išspaudimas, todėl galima formuoti dideles detales su mažais nuokrypiais.

Dėl mažesnio RB SiC kietumo, palyginti su sukepintu silicio karbidu, jį lengviau formuoti, todėl iš šios medžiagos pagamintus sudėtingus inžinerinius elementus lengviau nei bet kada anksčiau formuoti ir projektuoti taip, kad jie apsaugotų įrangą nuo dilimo ir smūgių, taip padidinant ilgaamžiškumą ir saugumą. Be to, dėl atsparumo terminiams smūgiams ir gebėjimo greitai atsistatyti po staigių temperatūros pokyčių ši medžiaga puikiai tinka naudoti elektrinėse, plieno gamyklose, kalnakasybos įmonėse ir visur, kur įranga turi veikti esant ekstremalioms temperatūroms.

RBSiC ne tik pasižymi ypatingu tvirtumu, bet ir išskirtiniu matmenų stabilumu bei atsparumu korozijai. Be to, RBSiC pasižymi itin mažu šiluminio plėtimosi koeficientu ir išlaiko savo mechanines savybes net aukštoje temperatūroje, todėl tinka tunelių krosnims, hidraulinio skaldymo siurbliams ir kitoms pramoninėms reikmėms. Be to, šią lengvą medžiagą galima lengvai formuoti į didesnius komponentus, skirtus tokiems taikymams, kaip mechaniniai sandarikliai ir srauto reguliavimo droseliai kasybos darbuose.

Stabilumas aukštoje temperatūroje

Reakcijos būdu surišta silicio karbido keramika gali atlaikyti iki 1350 laipsnių C temperatūrą be didelių matmenų pokyčių ir pasižymi puikiomis cheminio atsparumo savybėmis, todėl puikiai tinka kalnakasybos pramonėje, pvz., ciklonams, srauto reguliavimo droseliams ir dideliems dylantiems komponentams.

Reaktyvinė lydalo infiltracija (RMI) į anglies ruošinius - tai jų infiltracija skystu siliciu taikant reaktyviąją lydalo infiltraciją (RMI). Vykstant RMI procesui, skystas silicis kapiliarine jėga prasiskverbia į poras ir reaguoja su amorfine anglimi, sudarydamas b-SiC. Likusios nesureagavusios anglies dalelės ir nesureagavusi anglis išgryninamos daugiafazės anglies būdu, taip dar labiau išgryninant porėtumą ir sumažinant salų susidarymą RB-SiC, kaip tinklinio formavimo dalį, pasižyminčią puikiomis matmenų tolerancijomis.

Reakcijos būdu surištas silicio karbidas lenkia sukepintą silicio karbidą, nes pasižymi didesniu šilumos laidumu ir mažesniu plėtimosi koeficientu aukštoje temperatūroje, todėl labiau tinka naudoti ten, kur vyrauja vibracija, smūgiai, dilimas ar šiluminiai smūgiai. Todėl reakcijos būdu surištas silicio karbidas yra ideali medžiaga tokiose aplinkose kaip pramoninės staklės.

Reakcijos būdu surištas silicio karbidas pasižymi ypatingu atsparumu aukštatemperatūrinei korozijai bei pasyviajai ir aktyviajai oksidacijai, todėl dėl savo matmenų stabilumo, didelio stiprumo, atsparumo cheminėms medžiagoms ir dilimui jis tinka didelės apimties komponentų gamybai. Jį galima lengvai formuoti į įvairias formas ir dydžius. Dėl savo formuojamumo jis ypač tinka dideliems, sudėtingiems komponentams gaminti.

Atsparumas šiluminiam smūgiui

Reakcijos būdu surištas silicio karbidas (RB SiC) pasižymi puikiu atsparumu terminiams smūgiams, todėl tinka naudoti ten, kur dažnai būna ekstremalios temperatūros. Taip yra dėl mažo šiluminio plėtimosi koeficiento, t. y. jis labai neišsiplečia ir nesusitraukia veikiamas staigių temperatūros pokyčių. Be to, jis pasižymi viena didžiausių kietumo verčių tarp inžinerinių medžiagų, todėl RB SiC yra neįtikėtinai tvirtas ir atsparus.

RB SiC gerai atlaiko smūgius, todėl yra puiki medžiaga mechaniniams sandarikliams, vamzdžių įdėklams, mechaniniams komponentams, srauto reguliavimo droseliams ir didesniems dėvėjimosi komponentams kasybos pramonėje ir sunkiasvorėse mašinose. Gaminamas įpurškiant išlydytą silicį į akytas anglies arba grafito ruošinius ir reaguojant su anglimi susidaro silicio karbidas; formos ir dydžiai gali būti pritaikomi atsižvelgiant į konkrečius taikymo reikalavimus.

Ji ir kiti atliko RB silicio karbido bandymus, kad įvertintų jo atsparumą šiluminiam smūgiui, įvertindami jo stiprį keturių taškų lenkimo metu, kai temperatūra pakyla nuo kambario temperatūros iki 1 000 laipsnių Celsijaus. Jų išvados parodė, kad terminis įtempimas sukėlė gedimus pluoštine medžiaga surištoje keramikoje, kai įtrūkimai plinta tarp pluoštinių elementų ir per jų sąsajas; jų reakcinio sukepinimo metu naudoti anglies šaltiniai, pavyzdžiui, suodžiai arba stambiagrūdė mikrosferinė grafituota anglis, lėmė medžiagos elgseną.

Atsparumas cheminėms medžiagoms

Reakcijos būdu surištas silicio karbidas (RB SiC) yra didelio tankio keraminė medžiaga, pasižyminti puikiomis savybėmis, įskaitant rūgščių, šarmų ir tirpiklių atsparumą cheminėms medžiagoms ir korozijos pažeidimams. Dėl mažo plėtimosi koeficiento ją galima pritaikyti įvairioms formoms ir dydžiams, įskaitant mechaninius sandariklius, srauto reguliavimo droselines sklendes, siurblius ir didelius dėvimuosius komponentus, kurie dažniausiai naudojami kasybos ciklonuose.

Silicio karbidas, pagamintas skystu ar dujiniu siliciu infiltruojant akytas anglies ar grafito formas, yra tvirtesnis ir pasižymi geresniu šiluminiu stabilumu nei sukepintas. Dėl to ši forma idealiai tinka toms reikmėms, kurioms reikia mažesnio kietumo, bet didesnio temperatūrinio stabilumo.

RB SiC keramikos korozijos žala yra minimali, ji labai atspari oksidacijai, druskos rūgščiai, sieros rūgščiai, vandenilio chlorido rūgščiai ir stipriems šarmams. Be to, mažas pralaidumas padeda pasiekti išskirtinį atsparumą cheminėms medžiagoms.

Sukepintas silicio karbidas paprastai yra brangesnis nei RB SiC, tačiau jis gali būti naudingas tais atvejais, kai priimtinas žemas kietumo lygis, bet reikia geresnio terminio stabilumo. RB SiC užtikrina didesnį gamybos lankstumą ir yra ekonomiškesnis nei sukepintas silicio karbidas.