Ar nitrīdu savienots silīcija karbīds

Ugunsizturīgo ķieģeļu materiāls — nitrīda saistītais silīcija karbīds (NBSIC) — nodrošina izcilu izturību pret termisko šoku, sārmu eroziju un izdedžiem, kā arī izcilu ķīmisko izturību pret cinka, vara, alumīnija un svina kausējumiem.

NBSIC daļiņu nodilumizturība mainās atkarībā no augsnes apstākļiem, nodrošinot optimālus rezultātus vieglos un vidējos apstākļos. Šo daļiņu raksturīga iezīme ir nelieli, salīdzinoši izometriski graudi ar adatuveida kristāliem.

Izturība augstā temperatūrā

Nitrīda saistītais silīcija karbīds izceļas ar vienu no augstākajiem izturības un svara attiecības rādītājiem starp inženierijas materiāliem, kā arī ar vienu no augstākajiem nodilumizturības rādītājiem, tādējādi nodrošinot izcilu mehāniskās izturības un nodilumizturības kombināciju. Šis materiāls spēj izturēt nodilumu, ko rada cietas daļiņas vai virsmas, piemēram, kalnraktuvēs un ogļu pārstrādes rūpnīcās; to parasti izmanto metāla detaļu izgatavošanai smagos ekspluatācijas apstākļos; piemēri ietver ciklonu oderējumus kalnraktuvēm un ogļu pārstrādes rūpnīcām, sūkņu detaļas, vārstu oderējumus, savienotājus un sprauslas utt.

NBSiC tiek ražots nitridēšanas procesā, kurā silīcija karbīda pulveri un slāpekli saturošus savienojumus, piemēram, silīcija nitrīdu vai amonjaku, sajauc un karsē augstā temperatūrā slāpekļa bagātā vidē, lai veidotos SiC graudi, kas savstarpēji saistās, reaģējot ar slāpekli un veidojot silīcija nitrīda fāzi, no kuras veidojas blīvi un izturīgi kompozītmateriāli.

NBSiC spēj izturēt straujas temperatūras svārstības, neplaisājot un nelūstot, un tam piemīt izcila ķīmiskā izturība pret skābēm un kausētiem sāļiem, vienlaikus tas ir izturīgs pret koroziju, ko izraisa krāsainie metāli un oksidētāji, piemēram, halogenīdi.

Izturība pret termisko triecienu

Nitrīda saistītais silīcija karbīds izceļas ar izcilu izturību pret termiskajiem triecieniem, kas nozīmē, ka tas spēj izturēt straujas temperatūras svārstības, neplīstot un nesasmalcinoties. Šī īpašība izriet no tā veidošanās procesa — nitridēšanas, kuras laikā slāpeklis augstā temperatūrā reaģē ar silīciju, veidojot šo salikto materiālu.

Slāpeklis reaģē ar silīciju SiC graudos, veidojot silīcija nitrīda fāzi, kas tos savieno kopā un rada izturīgu kompozītmateriālu. Turklāt šī fāze padara materiālu izturīgāku pret lēnās deformācijas, oksidācijas un korozijas ietekmi paaugstinātās temperatūrās.

Uzņēmums „Silcarb“ piedāvā plašu nitrīda saistvielā balstītu silīcija karbīda izstrādājumu klāstu dažādās formās, izmēros un ģeometrijās, kas paredzēti izmantošanai krāsns aprīkojumā. Šiem materiāliem piemīt izcila karstumizturība, laba izturība pret oksidēšanos un sārmiem, kā arī spēcīga izturība pret eroziju kausētos metālos, piemēram, alumīnijā, cinkā un svīnā; tiem ir labas lieces izturības, izturības pret noskalošanos un zema berzes koeficienta īpašības, kā arī izcila karstumizturība, kas ļauj izturēt spēcīgus triecienus no cietām daļiņām vai virsmām.

Ķīmiskā izturība

Nitrīda saites silīcija karbīds jau sen tiek augsti novērtēts par savu ķīmisko izturību. Tas spēj izturēt virkni ķīmisko vielu, piemēram, sērskābi un fosforskābi, neciešot koroziju; turklāt tas spēj izturēt kausētus sāļus vai metālu kausējumus, neciešot nozīmīgus bojājumus.

Nitrīda saites silīcija karbīds ir plaši pētīts dažādās vidēs. Pētījumi ir atklājuši tā izcilo izturību pret koroziju un termiskajiem triecieniem, kā arī augsto izturību un nodilumizturību.

Nitrīda saistītu silīcija karbīdu, izmantojot Blasch procesu, var veidot sarežģītās formās, un tam piemīt vēlamās ugunsizturīgās un ķīmiskās īpašības. To var izmantot kā piemērotu aizvietotāju sakausējumiem un ugunsizturīgiem materiāliem ekstremālos ekspluatācijas apstākļos, piemēram, kalnrūpniecībā, ogļu spēkstacijās un ķīmiskajā rūpniecībā, kur nepieciešami ciklonu oderējumi; alternatīvi lietos ugunsizturīgos materiālus var izmantot arī kā vārstu oderējumus, savienotājus vai sprauslas iekārtās un konstrukcijās, piemēram, vārstu oderējumos, savienotājos vai sprauslās; abrazīvās nodiluma testos tas parādīja izcilus rezultātus, pārspējot bora tēraudu un Fe-Cr-Nb uzlikuma metinājumu; turklāt smagos netīrumu apstākļos tas bija gandrīz trīs reizes labāks par XAR 600 tēraudu un astoņas reizes labāks par B27 tēraudu!

Nodilumizturība

Nitrīda saistītajam silīcija karbīdam (NBSIC) piemīt izcila mehāniskā un termiskā izturība, kā arī augsta nodilumizturība. NBSIC var ražot dažādās formās ar atšķirīgu sastāvu un graudu izmēriem atkarībā no tā izmantošanas dažādās jomās.

Nitrīda saistītais silīcija karbīds izcēlās visos augsnes apstākļos, kas tika pārbaudīti nodiluma testos, un abrazīvā nodiluma testos tam bija ievērojami mazāks nodilums nekā bora tēraudam vai nerūsējošajam tēraudam. Nodiluma intensitāte vidējos un smagos apstākļos bija mazāka nekā gan XAR 600 tēraudam, gan B27 bora tēraudam, turklāt tā bija trīs reizes zemāka nekā F-61 uzlikuma metinājumu gadījumā.

Nitrīdu keramikas fāzes veido aizsargslāni starp SiC graudiem, nodrošinot izcilu nodilumizturību un korozijas izturību. Ar nitrīdiem saistītais silīcija karbīds ir piemērots daudziem pielietojumiem, tostarp termopāru aizsardzībai pret augstām temperatūrām, kā arī nodrošina izturību pret koroziju, ko izraisa skābes, sārmi, kausētiem metāliem un izdedžiem, kā arī ļauj izgatavot sarežģītas un precīzas formas, izmantojot Blasch procesa formēšanas tehnoloģiju – šīs īpašības padara to par populāru izvēli dzelzs ražošanas domnās, piemēram, to apakšējās daļas un vēdera zonās.