Rekrystalizowany węglik krzemu

Węglik krzemu jest coraz bardziej popularnym materiałem ze względu na swoje doskonałe właściwości mechaniczne, termiczne i elektryczne. Rekrystalizowany węglik krzemu ma unikalne właściwości ze względu na swoją mikrostrukturę.

RSiC jest często wykorzystywany w meblach piecowych i produktach ceramicznych, takich jak materiały ogniotrwałe, przemysł odporny na zużycie i przemysłowe piece wysokotemperaturowe ze względu na jego doskonałą odporność na korozję i odporność na temperaturę.

Wytrzymałość na wysokie temperatury

Wysoka wytrzymałość rekrystalizowanego węglika krzemu w wysokich temperaturach sprawia, że jest on doskonałym materiałem do zastosowań, w których materiały muszą wytrzymać ekstremalnie trudne warunki, w przeciwieństwie do ceramiki, która staje się mniej wytrzymała w wyższych temperaturach. Co więcej, jego mikrostruktura pomaga mu być odpornym na korozję. Rekrystalizowany węglik krzemu znajduje liczne zastosowania przemysłowe, w tym w produkcji mebli do pieców, rolek/płyt do szop/wafli, a także płyt pancernych wykorzystywanych do ochrony przed obecnymi lub pojawiającymi się zagrożeniami balistycznymi.

Technika druku karborundowego, metoda druku wklęsłego, również wykorzystuje żwir karborundowy. Po zmieszaniu z wodą w celu utworzenia pasty, jest ona nakładana na aluminiową płytę, a następnie wycierana wodą z nieosłoniętych obszarów, pozostawiając ostateczny wydrukowany ślad, który jest następnie walcowany w celu stworzenia końcowego produktu.

W porównaniu do materiałów ogniotrwałych z węglika krzemu wiązanych tlenkami, materiały ogniotrwałe wiązane azotkami mają wyższą przewodność cieplną i większą odporność na utlenianie i tworzenie się żużla, odporność na wstrząsy i uderzenia, a nawet mogą być stosowane w piecach o szybszym tempie wypalania w celu zwiększenia wykorzystania przy jednoczesnym obniżeniu jednostkowych kosztów energii.

Węglik krzemu może być wytwarzany przy użyciu różnych metod, w tym spiekania reakcyjnego, bezciśnieniowego spiekania węglika krzemu i samowiązania. Spiekanie reakcyjne pozwala uzyskać gęste materiały o dobrej czystości i odporności na szok termiczny, ale utrudnia kontrolowanie wielkości cząstek. Węglik boru jako źródło węgla może pomóc uniknąć rozkładu polimeru przy jednoczesnym wyeliminowaniu porów w zielonych ciałach; spiekanie w fazie ciekłej może również poprawić szybkość produkcji.

Odporność na zużycie

Rekrystalizowany węglik krzemu wyróżnia się jako idealny materiał do zastosowań odpornych na zużycie ze względu na połączenie wytrzymałości i odporności na korozję, dzięki czemu nadaje się do uszczelnień pomp chemicznych, a także innych wymagających środowisk. Co więcej, jego niska rozszerzalność cieplna zmniejsza ryzyko związane z gwałtownymi zmianami chłodzenia/temperatury, podczas gdy jego wysoka twardość sprawia, że nadaje się jako element łożysk w systemach łożyskowych - jest nawet używany do produkcji różnych kształtów, takich jak wtryskiwacze używane do piaskowania, uszczelki samochodowych pomp wodnych i elementy łożysk.

RSiC jest doskonałym izolatorem elektrycznym, który może wytrzymać wysokie temperatury, co czyni go idealnym materiałem do wykładania dużych wielkich pieców. Co więcej, jego odporność na zużycie sprawia, że nadaje się do rurociągów, wirników i cyklonów; żeliwo ma tendencję do szybkiego zużywania się w tych zastosowaniach, podczas gdy jest odporne na wstrząsy i wibracje, co pozwala na zastosowania w górnictwie.

Węglik krzemu wiązany azotkiem wykazał wyjątkową odporność na zużycie w lekkiej glebie zawierającej luźny piasek, przewyższając pięciokrotnie rodzaje stali powszechnie stosowane do części roboczych w glebie. Węglik krzemu wiązany azotkiem zapewniał również ponad sześciokrotnie wyższą odporność na zużycie w średnich i ciężkich warunkach glebowych, co czyniło go najlepszym materiałem do wyściełania warstw spawanych; jego odporność na zużycie zmieniała się w zależności od warunków glebowych.

Wysoka przewodność cieplna

RSiC charakteryzuje się wysoką przewodnością cieplną, co czyni go doskonałym materiałem do zastosowań wysokotemperaturowych. Materiał ten jest w stanie wytrzymać temperatury do 1600 stopni Celsjusza, a jego wytrzymałość pozostaje na stałym poziomie. Można go również łatwo formować w różne kształty, aby sprostać konkretnym zastosowaniom - metody produkcji, w tym odlewanie ślizgowe, wytłaczanie i formowanie wtryskowe, mogą być stosowane podczas pracy z nim.

RSiC może pochwalić się doskonałą przewodnością cieplną dzięki niskiej gęstości i porowatej strukturze, która pozwala na uwięzienie cząsteczek fazy gazowej w celu zatrzymania ciepła, a jednocześnie jest odporna na procesy korozji, takie jak utlenianie lub inne procesy korozji. Co więcej, materiał ten charakteryzuje się niższą temperaturą topnienia niż większość ceramiki technicznej, co czyni go bezpieczniejszym materiałem do pracy.

Dzięki możliwości formowania zgodnie z określonymi wymaganiami, jest to doskonały materiał do stosowania w piecach tunelowych, piecach wahadłowych, podwójnych piecach rolkowych i liniach produkcyjnych izolatorów porcelanowych. Dzięki niewielkiej masie i wytrzymałości na wysokie temperatury, stanowi on doskonały materiał do budowy ram konstrukcyjnych w tych piecach, a ponadto charakteryzuje się doskonałymi właściwościami izolacyjnymi i potencjałem w zakresie oszczędności energii.

Procesy spiekania RSiC różnią się w zależności od wybranej metody formowania. Proces ten zazwyczaj polega na umieszczeniu mieszaniny proszku SiC i materiału wiążącego w matrycy, a następnie przeprowadzeniu redukcji karbotermicznej w celu wytworzenia spiekanego korpusu. Spajanie reakcyjne wytwarza gęste produkty, podczas gdy spiekanie rekrystalizacyjne wytwarza porowate produkty odpowiednie do wysokich temperatur.

Niska rozszerzalność cieplna

Węglik krzemu jest coraz bardziej popularnym materiałem w przemyśle ze względu na swoje doskonałe właściwości mechaniczne i elektryczne, co czyni go doskonałym wyborem do pieców wysokotemperaturowych i zastosowań ceramicznych. Niski współczynnik rozszerzalności cieplnej rekrystalizowanego węglika krzemu sprawia, że nadaje się on również do stosowania w tak ekstremalnych temperaturach, a także jako elementy konstrukcyjne, takie jak meble i rolki w piecach wysokotemperaturowych.

Rozszerzalność cieplna RSiC zależy od jego mikrostruktury, procesu spiekania i temperatury; temperatura i rodzaj środka również odgrywają rolę. Metody formowania również odgrywają kluczową rolę w kształtowaniu jego mikrostruktury - określają one sposób, w jaki zazębiają się ziarna materiału, a także jego odporność na szoki termiczne.

Jednym z najlepszych sposobów oceny rozszerzalności cieplnej RSiC jest mikroskop stereoskopowy, którego wyniki są wykorzystywane do obliczania rozszerzalności objętościowej w oparciu o określone warunki przy użyciu wzorów takich jak "av = Cv3BV", gdzie Cv to stała objętościowa zawartość ciepła właściwego, parametr Gruneisana to "g", a Vm oznacza moduł objętościowy.

RSiC charakteryzuje się niezwykłą mikrostrukturą składającą się z prostopadłych płytek połączonych ze sobą w celu uzyskania maksymalnej wytrzymałości mechanicznej, ciągliwości i odporności na korozję. Co więcej, niski współczynnik rozszerzalności cieplnej i doskonała odporność na szok termiczny sprawiają, że RSiC jest atrakcyjnym materiałem w środowiskach o wysokiej temperaturze.