Kas yra sukepintas silicio karbidas (SiC)?

Silicio karbidas (SiC) yra viena iš kiečiausių keraminių medžiagų, išlaikanti savo kietumą net ir esant aukštai temperatūrai, todėl pasižymi išskirtiniu atsparumu dilimui ir apsauga nuo korozijos. Be to, SiC pasižymi išskirtiniu atsparumu dilimui ir korozijai.

Naudojant XRD ir SEM analizės metodus, buvo įvertinta skysta faze sukepinto SiC, kuriame yra įvairių sukepinimą aktyvinančių priedų, mikrostruktūra. Be to, ištirtas jų poveikis lenkimo stiprumui kambario temperatūroje.

Didelis stiprumas

Silicio karbidas (SiC) yra labai kieta medžiaga, užimanti viduriniąją Mohso skalės dalį tarp aliuminio oksido ir deimanto. SiC keramika paprastai pasižymi dideliu atsparumu temperatūrai ir oksidacijai, o tai yra svarbiausi daugelio pramonės sričių komponentai.

Silicio karbido gamybos procesai paprastai apima reakcinį sukepinimą, karštąjį presavimą, sukepinimą dujiniu slėgiu ir sukepinimą karštuoju izostatiniu presu. Reakcinis sukepinimas turi daug privalumų, palyginti su analogiškais procesais: visiško tankio struktūra, mažesni apdorojimo temperatūros reikalavimai, geros formos galimybės ir grynumas. Reakcinis sukepinimas tapo pagrindiniu didelio dydžio ar sudėtingos formos SiC keramikos gamybos metodu, nes gaminant sumažėja matmenų pokyčiai, kurie gali pakenkti jos eksploatacinėms savybėms aukštoje temperatūroje.

Tyrimai atskleidė, kad didelio stiprio reakcijos sukepintos SiC keramikos atsparumas lenkimui kambario temperatūroje siekia iki 1400 MPa - tai viena didžiausių verčių tarp neoksidinių keraminių medžiagų.

Skystosios fazės sukepinimas yra dar vienas silicio karbido gamybos būdas. Šio proceso metu silicio karbido milteliai su neoksidinėmis sukepinimo pagalbinėmis medžiagomis infiltruojami į skystą silicį, kuris reaguoja su anglimi, kad susidarytų daugiau SiC - gaunamas tankesnis produktas, pasižymintis puikiomis mechaninėmis savybėmis, tačiau brangesnis; "Saint-Gobain" siūlo šią rūšį pavadinimu "CarSiK-NG".

Didelis atsparumas korozijai

Silicio karbido keramika yra labai atspari korozijai. Ji puikiai atspari daugeliui rūgščių (druskos, sieros, vandenilio ir vandenilio fluorido rūgštims), taip pat šarmams (visoms bazėms, išskyrus šarmines) ir tirpikliams; be to, dėl atsparumo azoto rūgščiai ši keramika ypač atspari dilimui aukštesnėje temperatūroje, kartu išlaikydama kietumą ir tvirtumą visą savo gyvavimo ciklą.

Be slėgio sukepintas silicio karbidas yra itin tanki medžiaga, pasižyminti puikiomis mechaninėmis savybėmis, pavyzdžiui, dideliu atsparumu lenkimui ir geru atsparumu šliaužimui. Be to, jo paviršius labai atsparus dilimui ir korozijai, taip pat daugeliui cheminių medžiagų, pavyzdžiui, rūgštims ir šarmams.

Reakcijos būdu surištas silicio karbidas skiriasi nuo SSiC stambesniais grūdeliais ir mažesniu atsparumu lenkimui, gaminamas infiltruojant išlydytą silicį į akytas anglies ar grafito ruošinius ir naudojant skirtingus sukepinimo priedus, kurie sukuria skirtingas chemines ir morfologines savybes.

SSiC su MgO turi kristalinę struktūrą ir pasižymi didesniu atsparumu korozijai nei jo konkurentas RBSIC, pagamintas su Y2O3, tačiau jo gamyba yra daug pigesnė, todėl jis labiau tinka tam tikroms reikmėms, kai norima aukštų eksploatacinių savybių už priimtinesnę kainą. Nepaisant šių sąnaudų pranašumų, daugelis renkasi SSiC dėl jo išskirtinio šiluminio atsparumo aukštesnėje temperatūroje ir puikių tribologinių savybių - dažnai jis naudojamas didelėms besidėvinčioms dalims, pavyzdžiui, sandarikliams ir guoliams.

Didelis šiluminis stabilumas

Silicio karbidas yra itin stabili keramika aukštoje temperatūroje, pasižyminti išskirtiniu atsparumu terminiams smūgiams, taip pat atsparumu cheminei korozijai ir oksidacijai, todėl ji tinka naudoti įvairiose aplinkose ir įvairiose srityse.

Sukepintas silicio karbidas iš konkurentų išsiskiria išskirtiniu kietumu ir atsparumu dilimui, o terminis stabilumas leidžia jam atlaikyti aukštą temperatūrą, nesuardant ir nekeičiant formos - šios dvi unikalios savybės leidžia jį naudoti įvairiose pramonės šakose, pavyzdžiui, puslaidininkių gamybos įrangos dalims, metalurgijos komponentams, skirtiems aviacijos ir kosmoso varikliams, ir branduolinių reaktorių konstrukcinėms medžiagoms.

Sukepintas silicio karbidas (SSiC) gaminamas presuojant ir sukepinant silicio karbido miltelius. Sukepinant milteliai kaitinami aukštoje temperatūroje, kad susilietų į vieną tankią masę, pasižyminčią neįtikėtinu tvirtumu, atsparią oksidacijai, dilimui ir įtrūkimams.

Reakcijos būdu surištas silicio karbidas (RBSiC) gaminamas reaguojant akytai anglies žaliavai su išlydytu siliciu dujų arba skysčio fazėse, gaunant galutinį produktą, pasižymintį didelio tankio keramika, pasižyminčią išskirtinėmis mechaninėmis savybėmis ekstremaliose galutinio naudojimo temperatūrose iki 1400 laipsnių Celsijaus. "Saint-Gobain Performance Ceramics & Refractories" siūlo dviejų formų RBSiC, skirtą apsaugoti nuo dabartinių ir naujų balistinių grėsmių: Hexoloy SA SiC siūlo puikų atsparumą cheminėms medžiagoms ir dilimui įvairiose aplinkose, o CarSiK-NG SiC siūlo be slėgio sukepintą RBSiC, skirtą naudoti prieš dabartines balistines grėsmes; abi rūšys gali užtikrinti patikimą balistinę apsaugą nuo dabartinių balistinių grėsmių, taip pat apsaugoti nuo dabartinių balistinių grėsmių; Hexoloy SA SiC gali pasiūlyti be slėgio sukepintą RBSiC, nes Hexoloy SA SiC siūlo be slėgio sukepintą RBSiC formas; taip užtikrinamas išskirtinis atsparumas cheminėms medžiagoms ir dilimui įvairiose aplinkose, palyginti su savo analogu CarSiK-NG SiC pasižymi išskirtiniu atsparumu cheminėms medžiagoms ir dilimui įvairiose aplinkose, o Hexoloy SA SiC siūlo be slėgio sukepintą sukepintą formą, kuri pasižymi išskirtiniu atsparumu cheminiam dilimui, palyginti su savo analogu CarSiK-NG SiC. CarSiK-NG SiK-NG SiK-NG SiK-NG SiK-NG SiK-NG SiK-NG SiK-NG siūlo be slėgio sukepintą formą siūlo be slėgio sukepintą Hexoy SA SiC be slėgio Hexoy SA SiC be slėgio RBSiK-NG SiC taip pat sukurta taip, kad atitiktų dabartines ir kylančias balistinių grėsmių grėsmes: Hexoy Performance Ceramics Refractories siūlo abiejų tipų, kuriuos galima įsigyti iš Saint Gobain Performance Ceramics Refractories Performance Ceramics Refractories Performance Ceramics Refractories Performance Ceramics Refractories Performance Ceramics Refractories Performance Ceramics Refractories siūlo Hexoloy SA SiK-NG balistinėms grėsmėms, o CarSiK-NG SiC tiek kaip apsaugą nuo CarSiK-NG SiC abu siūlo išskirtinį atsparumą cheminiam nusidėvėjimui nuo dabartinių ir atsirandančių balistinių grėsmių, o CarSiK-NG SiC siūlo CarSiK-NG abu tipai gali abu CarSiK-NG SiC siūlo abu siūlomi yra skirti CarSiK-NG gamins 2NG teikia CarSiKNG SiKNG siūlo CarSiKNG siūlo CarSiKNG siūlo dvi veisles, skirtas Car SiK-NGNG siūlo dviejų formų RBSiK-NG yra suprojektuoti CarSiK-NG siCar ugniai atsparioms medžiagoms CarSiK-NG siūlo CarSiK-NG SiCarSiK-NG SiCarSiK-NG SiCarSiK-NG SiK Refrac apsaugoti CarSiK-NG SiK-NG SiCar, nes abu yra abu produktai suprojektuoti Car SiK NG, kurių abi formos siūlomos kaip apsauga nuo CarSiK-NG SiK-NG SiK-NG CarSiKNG CarSiK-NG SiC apsaugai nuo CarSiK-NG SiK-NG SI KNG NG SiK-NG SiK-NG SiK-NG SiK-NG siūlo dvi formas CarSiK-NG SiK-NG siūlo išskirtinį atsparumą cheminiam dilimui HexoloYRa NG SIKC taip pat užtikrina veiksmingesnę apsaugą nuo CarSiK-NG SIKC apsaugai SiK-NG SiC už

Puikios tribologinės savybės

Silicio karbidas yra ideali medžiaga mechaninei inžinerijai dėl savo išskirtinio kietumo, standumo ir šilumos laidumo savybių. Be to, jis chemiškai inertiškas, jo plėtimosi koeficientas mažas, jis apdirbamas įprastais keraminiais įrankiais - dėl visų šių savybių jį galima naudoti puslaidininkių gamybos įrangos dalims, optinių veidrodžių įtaisams kosminėse misijose, taip pat struktūrinėms medžiagoms branduolinės sintezės reaktoriuose. Gaminamas naudojant įvairius procesus, pavyzdžiui, sukepinimą suslėgtomis dujomis, karštą izostatinį presavimą, reakcinį sukepinimą arba cheminį nusodinimą iš garų; reakcinis sukepinimas išsiskiria tuo, kad gaminamos ištisinės denseno struktūros, naudojant mažesnę apdorojimo temperatūrą nei kiti sukepinimo procesai sukepinimo būdai sukepinant gaunamos ištisinės denseno struktūros, palyginti su kitais sukepinimo procesais, dėl kurių gaunamos ištisinės denseno struktūros su ištisinėmis denseno struktūromis, pagamintomis naudojant mažesnę apdorojimo temperatūrą, reikalingą apdorojimo temperatūrą nei kiti naudojami sukepinimo procesai.

Siekiant padidinti sukepinto silicio karbido stiprumą, buvo sukurtas sukepinto silicio karbido sukepinimas be slėgio, į sukepinimo mišinį pridedant boro ir anglies, taip sumažinant grūdelių paviršiaus energiją. Palyginti su tradiciniais kietosios fazės sukepinimo procesais, sukepinimas be slėgio leidžia iki 99% sutankėti ir kartu slopina grūdelių augimą, todėl padidėja sukepintų kūnų atsparumas lūžiams. Tačiau, deja, šis metodas yra brangus ir sudėtingas naudoti, o dėl ribotų gaminių dydžių ir formų jo pritaikomumas yra ribotas atsižvelgiant į pramonės reikalavimus.

Reakcinio sukepinimo būdu buvo gaminami mezokarbono mikrogranulių ir silicio karbido (MCMB-SiC) kompozitai, kurių sudėtyje MCMB dalelės sudaro 0-30 masės procentų, ir vertinamos jų tribologinės savybės. Atsparumas dilimui didėjo, o trinties koeficiento kreivė rodė mažėjimo tendenciją didėjant bandymo laikui; šį pagerėjimą galima paaiškinti MCMB dalelių sukeltu tepimo plėvelių susidarymu ant slydimo paviršių.