Dlaczego rekrystalizowany węglik krzemu jest najlepszym materiałem ogniotrwałym do zastosowań wysokotemperaturowych?

Węglik krzemu jest wyjątkowym materiałem ceramicznym powszechnie wykorzystywanym w zastosowaniach wymagających wysokiej temperatury, ze względu na jego wytrzymałość, odporność na korozję i właściwości przewodnictwa cieplnego.

Rekrystalizowany węglik krzemu jest wytwarzany w procesach odparowania i koagulacji i charakteryzuje się otwartą porowatością 11%-15%, co ułatwia ogrzewanie przy minimalnym skurczu; eliminując w ten sposób wiele wad związanych z innymi metodami produkcji.

Siła

Naturalny moissanit można znaleźć tylko w śladowych ilościach w meteorytach, korundzie lub złożach kimberlitu; wszystkie komercyjne SiC sprzedawane na całym świecie są wytwarzane syntetycznie przy użyciu czystego krzemu i węgla stopionych w ekstremalnie wysokich temperaturach za pomocą prądu elektrycznego w piecu elektrycznym.

Ceramika z węglika krzemu ma wyjątkowo niski współczynnik rozszerzalności, dzięki czemu nadaje się do radzenia sobie ze zmianami temperatury bez pękania lub łamania. Co więcej, materiał ten charakteryzuje się doskonałą wytrzymałością na zginanie i odpornością na pękanie - co oznacza, że może wytrzymać naprężenia, które mogłyby rozerwać inne materiały.

Ze względu na unikalne połączenie właściwości termicznych, mechanicznych i chemicznych, RSiC jest wykorzystywany w wielu zastosowaniach w różnych branżach. Można go znaleźć w meblach do pieców i palników gazowych; filtrach cząstek stałych; wymiennikach ciepła i kamizelkach termoizolacyjnych - gdzie jego wysoka odporność na uderzenia pozwala mu doskonale sprawdzać się jako materiał kuloodporny.

Węgliki spiekane (CCE), wykonane z RSiC w połączeniu z metalami, zapewniają większą wytrzymałość właściwą i moduł sprężystości niż czysty krystaliczny SiC. Saint-Gobain Performance Ceramics & Refractories produkuje Hexoloy, który jest zaawansowanym kompozytem RSiC i aluminium wykorzystywanym do produkcji lekkich płyt pancernych zaprojektowanych tak, aby wytrzymać obecne i pojawiające się zagrożenia balistyczne.

Przewodność cieplna

Doskonała przewodność cieplna rekrystalizowanego węglika krzemu sprawia, że jest on doskonałym materiałem ogniotrwałym do stosowania w ekstremalnie wysokich temperaturach, z dziesięciokrotnie wyższą przewodnością cieplną niż ogniotrwałe materiały ogniotrwałe i może być z łatwością formowany w złożone kształty. Co więcej, jego odporność na korozję i atak żużla czyni go wysoce niezawodnym w przypadku ataku żużla; dodatkowo węglik krzemu wiązany azotkiem oferuje jeszcze większą odporność na szok termiczny i utlenianie niż wersje wiązane tlenkiem.

Rekrystalizowany węglik krzemu wyróżnia się jako nieoceniony materiał wykorzystywany w zaawansowanych technologiach na całym świecie ze względu na połączenie swoich właściwości. Od energooszczędnych diod LED i laserów, po samochody i piece; wszędzie tam, gdzie potrzebne są materiały o wysokiej wydajności. Rekrystalizowany węglik krzemu odgrywa kluczową rolę w tych zastosowaniach.

Belka z rekrystalizowanego węglika krzemu Duratec oferuje doskonałą wytrzymałość temperaturową, niską wagę, wysoką przewodność cieplną, niski współczynnik zatrzymywania ciepła i długą żywotność. Ramy nośne dla ram konstrukcyjnych w piecach tunelowych, piecach wahadłowych, podwójnych piecach rolkowych i innych piecach wysokotemperaturowych mogą znacznie zwiększyć kwalifikowaną szybkość wypalania produktów przy jednoczesnym oszczędzaniu zasobów energetycznych. Mogą być stosowane w przemyśle porcelanowym, szklano-ceramicznym, metalurgicznym i materiałów ogniotrwałych. Można z niego również wytwarzać puste belki, płyty lub części o specjalnych kształtach. RSiC może być wyginany lub odkształcany bez złamania lub utraty kształtu, wytrzymując temperatury do 1620 stopni Celsjusza bez ulegania uszkodzeniom lub pęknięciom, co czyni go doskonałym wyborem jako wyposażenie pieca do porcelany elektrycznej wysokiego napięcia, porcelany sanitarnej i ceramiki szklanej.

Odporność na korozję

Rekrystalizowany węglik krzemu jest niezwykle trwałym materiałem o doskonałej odporności na korozję ze względu na swoją krystaliczną strukturę zawierającą warstwę pasywnego tlenku, która chroni go przed kwasami, zasadami i rozpuszczalnikami, które mogą atakować go chemicznie. W związku z tym rekrystalizowany węglik krzemu jest doskonałym wyborem do zastosowań takich jak rafinacja ropy naftowej i przetwarzanie chemiczne, które wiążą się z codziennym narażeniem na działanie tych substancji.

Rekrystalizowany węglik krzemu charakteryzuje się doskonałymi właściwościami mechanicznymi, a także wyjątkową tolerancją na ciepło, co oznacza, że może wytrzymać ekstremalnie wysokie temperatury przez dłuższy czas bez utraty integralności lub integralności strukturalnej. W związku z tym rekrystalizowany węglik krzemu znalazł zastosowanie w sprzęcie lotniczym i wojskowym, takim jak rakiety, satelity i pociski, gdzie jego tolerancja na ciepło pomaga poprawić wydajność, jednocześnie przedłużając żywotność sprzętu. Co więcej, rekrystalizowany węglik krzemu może być również stosowany w dyszach i zaworach pojazdów, które są odporne na pociski, takie jak kule czy rakiety.

Hexoloy oferuje asortyment produktów ze spiekanego i rekrystalizowanego węglika krzemu (SSiC i RSiC) spełniających dokładne specyfikacje, takie jak różne rozmiary, długości i grubości ścianek odpowiednie do różnych zastosowań ogniotrwałych. Zarówno węglik krzemu, jak i azotek krzemu oferują doskonałą ochronę przed ekstremalnymi temperaturami, środowiskami ściernymi, bezpośrednim uderzeniem płomienia i innymi formami uszkodzeń. Co więcej, materiały te charakteryzują się wyjątkową odpornością na utlenianie i erozję, co wydłuża ich żywotność w trudnych warunkach, a także odpornością na szybkie chłodzenie i szok termiczny. Co więcej, poczyniono znaczne postępy w zrozumieniu ich właściwości korozyjnych, a obecnie dostępne są modele, które pomagają inżynierom projektować pod kątem optymalnej wydajności w złożonych środowiskach.

Izolacja elektryczna

R-SiC posiada krystaliczną matrycę, która pomaga zachować wytrzymałość w wysokich temperaturach, przy niskim współczynniku rozszerzalności cieplnej, aby zminimalizować ryzyko wstrząsów i pęknięć. Dzięki temu idealnie nadaje się do zastosowań przemysłowych wymagających wysokich temperatur pracy.

RSiC wyróżnia się jako niezbędny materiał w wielu zaawansowanych technologicznie branżach ze względu na unikalne połączenie właściwości termicznych, mechanicznych i chemicznych. Stał się jednym z najbardziej niezawodnych materiałów na świecie o niezrównanej wydajności, który nadal inspiruje innowacje.

Ceramika z węglika krzemu może być wytwarzana przy użyciu kilku technik, w tym odlewania ślizgowego, wytłaczania i formowania wtryskowego. Po wyprodukowaniu, RSiC jest spiekany w piecu w wysokich temperaturach, aby spowodować jego rekrystalizację i stworzyć charakterystyczną mikrostrukturę, jednocześnie rezygnując z jakiegokolwiek materiału wiążącego, pozostawiając jedynie czysty RSiC jako wynik.

Półprzewodniki różnią się od przewodników tym, że pozwalają prądom elektrycznym i polom elektromagnetycznym regulować ich przewodnictwo, umożliwiając budowę urządzeń elektronicznych, które wzmacniają, przełączają lub konwertują sygnały w obwodzie elektrycznym. W szczególności półprzewodniki SiC wykazują wyższą ruchliwość elektronów w podwyższonych temperaturach, jednocześnie doświadczając mniejszej utraty mocy w tych samych temperaturach, co czyni je materiałem stosowanym w diodach Schottky'ego, tranzystorach i tranzystorach FET/MOSFET.