Rekrystallisert silisiumkarbid

Silisiumkarbid er et stadig mer populært materiale på grunn av sine gode mekaniske, termiske og elektriske egenskaper. Rekrystallisert silisiumkarbid har unike egenskaper på grunn av sin mikrostruktur.

RSiC brukes ofte i ovnsmøbler og keramiske produkter som ildfaste materialer, slitesterke industrier og industrielle høytemperaturovner på grunn av sin utmerkede korrosjonsbestandighet og temperaturbestandighet.

Styrke ved høye temperaturer

Rekrystallisert silisiumkarbid har en overlegen styrke ved høye temperaturer, noe som gjør det til et utmerket materialvalg for bruksområder der materialet må tåle ekstremt utfordrende miljøer, i motsetning til keramikk som blir mindre sterkt ved høyere temperaturer. I tillegg bidrar mikrostrukturen til at det motstår korrosjon. Rekrystallisert silisiumkarbid har en rekke industrielle bruksområder, inkludert ovnsmøbler, valser, skurplater, skurplater og vafler, samt panserplater som brukes mot nåværende eller nye ballistiske trusler.

Karborundumteknikken, en dyptrykkmetode, bruker også karborundumkorn. Når kornet er blandet med vann for å danne en pasta, påføres denne på en aluminiumsplate før den tørkes bort fra alle bare områder med vann, og etterlater det endelige trykkmerket som deretter valses for å skape det endelige produktet.

Sammenlignet med oksidbundne ildfaste materialer av silisiumkarbid har nitridbundne ildfaste materialer høyere varmeledningsevne og større motstand mot oksidasjon og slaggdannelse, støt- og slagfasthet, og de kan til og med brukes i ovner med høyere fyringshastighet for å øke utnyttelsesgraden og samtidig redusere energikostnadene per enhet.

Silisiumkarbid kan produseres ved hjelp av ulike metoder, blant annet reaksjonssintring, trykkløs sintring og selvbinding. Reaksjonssintring gir tette materialer med god renhet og motstand mot termisk sjokk, men gjør det vanskelig å kontrollere partikkelstørrelsen. Bruk av borkarbid som karbonkilde kan bidra til å unngå nedbrytning av polymerer og samtidig eliminere porer i grønne legemer, og sintring i flytende fase kan også forbedre produksjonshastigheten.

Slitestyrke

Rekrystallisert silisiumkarbid skiller seg ut som et ideelt materiale for slitestyrkeapplikasjoner på grunn av kombinasjonen av styrke og korrosjonsbestandighet, noe som gjør det egnet for kjemiske pumpetetninger så vel som andre krevende miljøer. Videre reduserer den lave termiske ekspansjonen risikoen ved raske kjøle-/temperaturendringer, mens den høye hardheten gjør det egnet som lagerkomponenter i lagersystemer - det brukes til og med til å produsere ulike former som injektorer som brukes til sandblåsing, vannpumpetetninger og lagerkomponenter til bilindustrien.

RSiC er en utmerket elektrisk isolator som tåler høye temperaturer, noe som gjør det til det perfekte materialet å fôre store masovner med. Videre gjør slitasjemotstanden det egnet for rørledninger, løpehjul og sykloner. Støpejern har en tendens til å slites raskt i disse bruksområdene, mens det motstår støt og vibrasjoner godt, noe som gjør det mulig å bruke det i gruvedrift.

Nitridbundet silisiumkarbid viste eksepsjonell slitasjemotstand i lett jord som inneholdt løs sand, og utkonkurrerte ståltyper som vanligvis brukes til jordarbeidende deler med det femdobbelte. Nitridbundet silisiumkarbid ga også mer enn seks ganger større slitestyrke i middels og tung jord, noe som gjorde det til det beste materialvalget for polstring av sveiselag; slitestyrken varierte avhengig av jordforholdene.

Høy varmeledningsevne

RSiC har høy varmeledningsevne, noe som gjør det til et utmerket materiale for bruksområder med høye temperaturer. Materialet tåler temperaturer på opptil 1600 °C samtidig som styrken forblir konstant, og det er også enkelt å forme til ulike former for å oppfylle spesifikke bruksområder - produksjonsmetoder som glidestøping, ekstrudering og sprøytestøping kan alle brukes når man arbeider med det.

RSiC har en utmerket varmeledningsevne på grunn av sin lave tetthet og porøse struktur, som gjør det mulig å fange opp gassfasemolekyler for å holde på varmen, samtidig som det motstår korrosjonsprosesser som oksidasjon eller andre korrosjonsprosesser. Materialet har dessuten et lavere smeltepunkt enn de fleste tekniske keramer, noe som gjør det til et tryggere materiale å arbeide med.

Det kan støpes for å oppfylle spesifikke krav, og er et utmerket materiale til bruk i tunnelovner, skyttelovner, dobbeltvalseovner og produksjonslinjer for porselensisolatorer. Takket være den lave vekten og den høye temperaturstyrken er det et utmerket materiale for bærende konstruksjonsrammer i disse ovnene, og det har i tillegg utmerkede isolasjonsegenskaper og energibesparende potensial.

Sintringsprosessen for RSiC varierer avhengig av hvilken støpemetode som velges. Denne prosessen innebærer vanligvis at en blanding av SiC-pulver og bindemiddel legges i en form, og deretter utføres en karbotermisk reduksjon for å produsere en sintret kropp. Reaksjonsbinding gir tette produkter, mens omkrystalliseringssintring gir porøse produkter som egner seg for høye temperaturer.

Lav termisk ekspansjon

Silisiumkarbid er et stadig mer populært materiale i industrien på grunn av sine overlegne mekaniske og elektriske egenskaper, noe som gjør det til et utmerket valg for høytemperaturovner og keramiske applikasjoner. Rekrystallisert silisiumkarbid har lav termisk ekspansjonshastighet, noe som også gjør det egnet til bruk ved slike ekstreme temperaturer, samt til strukturelle komponenter som møbler og valser i høytemperaturovner.

Varmeutvidelsen til RSiC bestemmes av mikrostrukturen, sintringsprosessen og temperaturen, men også temperatur og type middel spiller en rolle. Formingsmetodene spiller også en avgjørende rolle for mikrostrukturen - de avgjør hvordan kornene i materialet griper inn i hverandre og hvor motstandsdyktig det er mot termiske sjokk.

En av de beste måtene å vurdere termisk ekspansjon av RSiC på, er med et stereoskopisk mikroskop, der resultatene brukes til å beregne volumetrisk ekspansjon basert på spesifikke forhold ved hjelp av formler som "av = Cv3BV", der Cv er det konstante volumspesifikke varmeinnholdet, Gruneisan-parameteren er "g" og Vm representerer bulkmodul.

RSiC har en uvanlig mikrostruktur som består av vinkelrette plater som er låst sammen for å gi maksimal mekanisk styrke, seighet og korrosjonsbestandighet. Den lave varmeutvidelseskoeffisienten og den overlegne motstanden mot termisk sjokk gjør RSiC til et attraktivt materiale i miljøer med høye temperaturer.