Reakcijas saistītais silīcija karbīds

Reaģējot saistītais silīcija karbīds (RBSC) ir ārkārtīgi izturīga un elastīga keramika, ko izmanto daudzos lietojumos, piemēram, gāzturbīnu dzinējos un nodilumizstrādes komponentos.

Reakcijas savienošana ietver poraina oglekļa materiāla infiltrāciju ar izkausētu silīciju, lai iegūtu elastīgu keramikas hibrīdu, ko var veidot, izmantojot parastās keramikas formēšanas metodes, piemēram, presēšanu, iesmidzināšanu un ekstrudēšanu.

Augsta tīrība

Silīcija karbīds (SiC) ir viena no cietākajām keramikas vielām, kas saglabā cietību un izturību pat paaugstinātā temperatūrā. SiC ir ķīmiski inerts un izturīgs pret šķīdinātājiem, un tam piemīt laba siltumvadītspēja - uz pusi zemāka nekā tēraudam! JJISCO ražo gan standarta, gan pielāgotus SiC izstrādājumus, lai nodrošinātu optimālu veiktspēju rūpniecības vajadzībām.

Reaģējot saistītais silīcija karbīds (RBSC) ir izgatavots no poraina SiC un oglekļa maisījuma, kas ir infiltrēts ar šķidru vai gāzveida silīciju, kas iekļūst porās, reaģējot ar oglekli un veidojot papildu silīcija karbīdu, kurš savieno tā sākotnējās daļiņas un veido blīvas, izturīgas struktūras ar ievērojami labāku triecienizturību un nodilumizturību nekā saķepināts SiC, vienlaikus nodrošinot augstāku temperatūras oksidācijas izturību nekā CVD SiC.

Reaģējot saistītiem tērauda komponentiem (RBSC) netiek izmantoti saķepināšanas palīglīdzekļi, kas ievieš piemaisījumus galīgajā korpusā un tādējādi samazina tā izturību, padarot RBSC par lielisku risinājumu augstas tīrības pakāpes lietojumiem, piemēram, difūzijas krāšņu komponentiem. Mehāniskie blīvējumi, krāsns mēbeles, degļu sprauslas un starojuma caurules arī var gūt labumu no šī procesa izmantošanas, kas nodrošina arī lielisku temperatūras stabilitāti, kas pagarina kalpošanas laiku, samazinot ķīmisko reakciju un oksidācijas izraisīto degradāciju; tas ir īpaši svarīgi, ja runa ir par sastāvdaļām, kas darbības laikā bieži piedzīvo temperatūras svārstības; šis process nodrošina nodilumizturību un triecienizturību, kā arī ķīmisko izturību.

Augsta izturība

Reaģējot saistītajam silīcija karbīdam (RB SiC) ir viens no augstākajiem cietības rādītājiem pēc Mosa skalas starp sintētiskajiem materiāliem, tāpēc tas ir ļoti izturīgs. Tādējādi RB SiC var izturēt spēcīgu triecienu, kā arī ātrdarbīgu nodilumu augstās temperatūrās; tas paildzina tā kalnrūpniecības un citās nozarēs, kurās darbojas augstas temperatūras apstākļos. Turklāt tā izturība pret oksidēšanos un koroziju padara RB SiC ideāli piemērotu izmantošanai ķīmiskās iekārtās.

Reaģējot saistīto silīcija karbīdu ražo, infiltrējot izkausētu silīciju porainās oglekļa vai grafīta sagatavēs, kur tas reaģē ar oglekli, veidojot papildu SiC daļiņas, kas pēc tam atkal saistās ar sākotnējo silīcija karbīda matricu. Šī keramikas ražošanas metode ir ievērojami ātrāka par tradicionālajām metodēm, kas izmanto saķepināšanas palīglīdzekļus, lai blīvi sapludinātu pulveri blīvās daļās; tās rezultāts ir ļoti izturīgi materiāli ar izcilu izmēru pielaidi pēc apdedzināšanas un lielisku mehānisko izturību.

Reaģējot saistītais silīcija karbīds (RB SiC) ir ievērojami lētāks un tam ir zemāka cietība salīdzinājumā ar saķepināto silīcija karbīdu, tāpēc tas ir piemērots lietojumiem, kur nepieciešama lielāka porainība vai caurlaidība no gāzēm un šķidrumiem. Reaģējot saistītais silīcija karbīds var lepoties arī ar izcilu izturību pret termiskiem triecieniem, kas nozīmē, ka tas var izturēt straujas temperatūras svārstības, nezaudējot izturību vai īpašības, tāpēc RB SiC ir lielisks materiāls sūkņiem, mehāniskajiem blīvējumiem, gultņiem un citām rūpnieciskām iekārtām.

Augsta plastiskums

Reakcijas līmēšana ir keramikas formēšanas metode, kas ietver porainas, oglekli saturošas sagataves infiltrēšanu ar šķidru silīciju, lai reaģētu ar oglekli un veidotu vairāk SiC, tādējādi savienojot sākotnējo oglekli saturošo materiālu.

Šis process nodrošina daudz augstāku plastiskumu nekā parastie procesi un ļauj ražot gandrīz neto formas sarežģītus RBSC izstrādājumus ievērojami zemākā temperatūrā.

Tradicionālajai RBSC saķepināšanai ir nepieciešamas ļoti augstas temperatūras; atkarībā no izmantotās metodes (reakcijas saistīšana, karstā presēšana vai bezspiediena presēšana) temperatūra var pārsniegt 2200 grādus pēc Celsija. Tomēr, ieviešot reakcijas saistīšanas tehnoloģiju, šo procesu tagad var veikt daudz zemākās temperatūrās.

Lai maksimāli palielinātu lieces izturību, šķidrajam silīcijam jāiekļūst caur kapilārajiem kanāliem, tos neaizsprostojot. Tipiskā procesā a-SiC pulveris tiek kombinēts ar grafītu vai organisko saistvielu, kas palielina infiltrācijas eksotermiskumu; tā rezultātā veidojas B-C-SiC fāzes un samazinās atlikušā silīcija daudzums [5].

Gelcasting izmanto gēla formēšanas sistēmas, lai veidotu galaproduktu mikrostruktūru un mehāniskās īpašības. Tomēr akrilamīds (AM), visbiežāk šim nolūkam izmantotais monomērs, ir neirotoksisks, jo tā polimerizācijas procesā tiek kavēts skābekļa izdalīšanās process, tāpēc kā alternatīvas ir nepieciešamas netoksiskas gēla veidošanas sistēmas.

Zemāks blīvums

Reakcijas rezultātā saistītais silīcija karbīds ir mazāk ciets un izturīgs nekā saķepinātais, tomēr tam ir augstāka nodilumizturība, termiskā un ķīmiskā izturība. Reakcijas rezultātā saistītais silīcija karbīds, kas pieejams dažādās formās, izmēros un pielaidēs, ir universāls materiāls, kas lieliski piemērots mehāniskajiem blīvējumiem, gultņiem, caurulēm, plūsmas regulēšanas aizbīdņiem, kā arī lielākiem nodiluma komponentiem, ko izmanto kalnrūpniecībā vai citās nozarēs.

SiC keramikas izgatavošanas procesi, kas saistīti ar reakciju, ietver porainas oglekļa vai grafīta sagataves infiltrēšanu ar šķidru silīcija kausējumu, izraisot reakciju in situ starp to un oglekli, lai veidotu b-SiC, kas savieno tā sākotnējās a-SiC daļiņas kopā. Visi nereaģējušie kapilārie kanāliņi pēc tam tiek aizpildīti ar atlikušo silīcija šķidrumu.

Viena no RBSC ražošanas priekšrocībām ir tā, ka to var veikt zemākā apstrādes temperatūrā nekā saķepināšanu; tomēr saražotā keramika var saturēt ievērojamus daudzumus brīva silīcija, kas spiediena ietekmē var saplaisāt apstrādes vai lietošanas laikā.

Lai samazinātu brīvā silīcija daudzumu, ir ļoti svarīgi saglabāt īsu RS laiku un pievienot sagatavēm oglekli. Tas var palielināt zaļā korpusa materiāla relatīvo blīvumu, vienlaikus palielinot elastības stiprību un elastības moduļa elastību, jo ogles saturu sagatavē palielina līdz 15 svara procentiem.