Carbură de siliciu sinterizat

Carbura de siliciu este o ceramică de înaltă performanță cu proprietăți excepționale de duritate, rezistență la uzură și conductivitate termică. Cu toate acestea, geometria sa complexă face ca prelucrarea precisă să fie extrem de dificilă; trebuie utilizate unelte diamantate pentru o precizie maximă atunci când se lucrează cu acesta.

Saint-Gobain utilizează mai multe căi de producție pentru a crea produse din carbură de siliciu sinterizată de cea mai înaltă calitate. Utilizăm procese de sinterizare prin reacție și sinterizare fără presiune pentru produse ceramice complet densificate, concepute pentru a rezista la aplicații riguroase.

Rezistență ridicată

Ceramica din carbură de siliciu este una dintre cele mai dure și mai puternice disponibile, menținându-și rezistența la temperaturi ridicate și rămânând în același timp rezistentă la impact. Datorită acestei combinații de duritate și rezistență, carbura de siliciu este alegerea ideală pentru multe aplicații solicitante; în special, este rezistentă la coroziune și oxidare, având în același timp un coeficient scăzut de dilatare termică, precum și proprietăți tribologice excelente și fiind un semiconductor electric.

Materialele din carbură de siliciu sinterizată VSiC și PGS-100 de la Mascera pentru garniturile de etanșare ale pompelor oferă durabilitate pe termen lung în medii dificile care includ coroziunea și abraziunea. Dimensiunile și geometriile standard ale VSiC le fac potrivite pentru majoritatea tipurilor de pompe, în timp ce PGS-100 are un conținut adăugat de grafit care sporește lubrifierea pentru o capacitate PV îmbunătățită între perechile de potrivire a suprafețelor dure, rezultând o supraviețuire mai mare în regim uscat, precum și o performanță sporită a etanșării.

Sinterizarea prin reacție (RS-SiC) este unul dintre cele mai dorite procese de fabricație a carburii de siliciu datorită structurii sale dense, temperaturii scăzute de prelucrare, capacității bune de modelare și purității ridicate. Din păcate, proprietățile mecanice precum rezistența și modulul Young ale RS-SiC tind să fie mai scăzute din cauza siliciului rezidual (Si) din microstructura sa.

Sinterizarea fără presiune a ceramicii din carbură de siliciu (PS-SiC) este o altă metodă de producere a ceramicii din carbură de siliciu, care utilizează praf de SiC ultrafin amestecat cu cantități mici de aditivi de sinterizare pentru a forma un material dens cu granule fine. Are proprietăți mecanice și metode de formare excelente, ceea ce face ca această tehnică să fie potrivită pentru diverse aplicații.

Rigiditate ridicată

Carbura de siliciu (SiC), denumită în mod obișnuit drept unul dintre cele mai dure materiale ceramice disponibile în prezent. SiC se remarcă prin faptul că rezistența și duritatea sa rămân constante chiar și la temperaturi foarte ridicate, ceea ce îl face un material extrem de rezistent la uzură, coroziune și șocuri termice - și mai impresionant este faptul că greutatea sa este la jumătate față de cea a oțelului, având în același timp un coeficient scăzut de dilatare și proprietăți excelente de conductivitate termică.

Carbura de siliciu sinterizată este produsă prin amestecarea pulberii fine și pure de carbură de siliciu cu aditivi de sinterizare neoxidici, apoi prin compactarea acestui material sub formă de pulbere folosind procese tradiționale de formare a ceramicii, cum ar fi presarea izostatică, presarea în matriță sau turnarea prin injecție. Aceste metode de formare a ceramicii permit crearea de forme extrem de complexe fără a compromite proprietățile de sinterizare.

Tehnologiile de sinterizare prin reacție și fără presiune pentru carbura de siliciu sunt două forme principale de tehnologie de sinterizare, ambele capabile să creeze ceramică extrem de puternică, dură și durabilă pentru aplicații la temperaturi ridicate; fiecare tip oferă caracteristici distincte care o pot face potrivită pentru anumite sarcini sau utilizări.

Carbura de siliciu legată prin reacție (SSiC) de la Saint-Gobain Performance Ceramics & Refractories, produsă prin sinterizare prin reacție, oferă proprietăți chimice și mecanice excepționale la temperaturi care depășesc 2 000degC pentru aplicații finale. Oferă o rezistență excepțională la șocurile termice, la coroziunea chimică și are o rezistență excelentă la oxidare, precum și la rupere prin fluaj.

Rezistență la temperaturi ridicate

Carbura de siliciu sinterizată rezistă bine la temperaturi ridicate, fiind în același timp rezistentă la coroziune, oxidare și șocuri de impact, fiind unul dintre cele mai rezistente materiale din lume. Capabil să reziste la căldură și presiune intense, fără a se fisura sub presiune, este alegerea ideală pentru duzele de sablare utilizate în medii solicitante, cum ar fi centralele electrice sau instalațiile de sinterizare a oțelului.

SSiC poate rezista la temperaturi de până la 1.900 de grade Celsius, cu mult peste punctele de topire ale majorității aliajelor. În plus, este foarte rezistent la eroziunea chimică și la impactul chimic, ceea ce îl face un material potrivit pentru aplicații dificile precum turnarea metalelor.

Carbura de siliciu sinterizată este produsă folosind mai multe procese de formare a ceramicii, inclusiv extrudarea (tuburi) și presarea izostatică la rece pentru plăci și blocuri. După ce este prelucrat la toleranțe precise, acesta este apoi sinterizat într-o atmosferă controlată pentru a preveni oxidarea și a deveni un material puternic, dur și conductibil termic. Deși costisitoare și consumatoare de timp, această metodă de producție generează produse din carbură de siliciu de calitate superioară, cu proprietăți deosebite de rezistență, duritate și conductivitate termică.

Carbura de siliciu legată prin reacție (RBSIC), pe de altă parte, este deficitară în ceea ce privește rezistența la flexiune, rezistența chimică și duritatea la fractură. Carbura de siliciu legată prin reacție se formează prin injectarea de siliciu lichid în preforme poroase din carbon sau grafit; costurile de producție sunt mai mici decât pentru SSiC, în timp ce piesele mai mici și formele complexe sunt mai ușor de fabricat cu ajutorul acesteia; performanțele sale la temperaturi ridicate sunt, de asemenea, mai bune decât cele ale materialului rival.

Conductivitate la temperaturi ridicate

Conductivitatea termică a carburii de siliciu sinterizate crește odată cu modificarea conținutului de aditivi, datorită unei creșteri a eutecticii fazei lichide dintre granulele de SiC odată cu creșterea temperaturii, ceea ce determină creșterea densității ceramice, conducând la o conductivitate electrică mai mare prin rețeaua sa izolatoare.

SSiC se mândrește cu temperaturi de sinterizare mai ridicate care îl fac mai ușor de prelucrat și oferă toleranțe mai strânse decât carbura de siliciu legată prin reacție (RBSIC), făcându-l potrivit pentru fabricarea componentelor echipamentelor de proces, cum ar fi duzele, supapele, manșoanele arborilor sau mobilierul cuptorului.

Calitatea Purebide(r) SSiC de la Morgan oferă o rezistență remarcabilă la abraziune cu o rezistență chimică excelentă și o rezistență excepțională la flexiune la temperaturi ridicate. În plus, adaosul de grafit liber sporește lubrifierea pentru îmbunătățirea capacității de viteză a presiunii între perechile de potrivire a suprafețelor dure.

Carbura de siliciu legată prin reacție este creată prin infiltrarea siliciului topit în preforme poroase de carbon sau grafit, apoi presarea și sinterizarea acestora pentru a produce carbura de siliciu legată prin reacție (RBSC). Deși rezistența și duritatea sa pot fi mai mici decât cele ale SSiC, SC prin reacție oferă o rezistență excelentă la uzură, fiind în același timp mult mai ieftin de produs - în plus, timpii de producție pot fi adesea mai rapizi, făcând din această opțiune o soluție atractivă pentru anumite aplicații.

Carbura de siliciu sinterizată fără presiune se mândrește cu proprietățile mecanice ale unui material policristalin, cubic cu fața centrată, cu un coeficient de dilatare scăzut, ceea ce o face potrivită pentru aplicații de precizie precum matrițe și piese de uzură. În plus, durabilitatea sa la temperaturi extreme arată o rezistență excelentă la atacurile chimice, oferind în același timp stabilitate termică ca un bonus suplimentar.