Ce este carbura de siliciu?

Carbura de siliciu prezintă o rezistență foarte mare la temperaturi ridicate, precum și o duritate mare, rezistență la coroziune, rezistență la șocuri termice și toleranță la șocuri termice.

Carbura de siliciu legată prin reacție (RBSiC) este produsă prin infiltrarea siliciului lichid în preforme poroase de carbon sau grafit cu dimensiuni precise. Acest proces permite obținerea unor produse de înaltă densitate cu dimensiuni precise.

Duritate

Carbura de siliciu, sau SiC, este un material ceramic indestructibil, capabil să reziste la temperaturi ridicate, la coroziune chimică și la uzură mecanică. Fiind unul dintre cele mai frecvent utilizate granule abrazive, cu o duritate medie Mohs de 9, comparabilă cu cea a diamantului, SSiC se mândrește cu o rezistență excelentă la eroziune și stabilitate termică - ideal pentru aplicațiile care necesită viteză și toleranțe rapide în timpul operațiunilor de prelucrare.

Carbura de siliciu sinterizată și carbura de siliciu legată prin reacție sunt cele două forme principale de carbură de siliciu. Varietățile legate prin reacție tind să fie mai dense, dar au o ductilitate și o rezistență mai scăzute; producția implică infiltrarea unor corpuri metalice sau ceramice poroase cu siliciu lichid pentru a reacționa cu moleculele de carbon prezente, umplerea porilor, apoi sinterizarea pentru a forma mase solide dense.

Carbura de siliciu sinterizată (SSiC) este fabricată prin presarea și sinterizarea pulberii de a-SiC cu aditivi de sinterizare într-o bucată solidă de material, de obicei pentru aplicații care necesită niveluri ridicate de rezistență și duritate. SSiC este disponibil în diferite forme și dimensiuni pentru a satisface cerințele diferitelor industrii.

Sinterizarea este o reacție termochimică în care particulele de pulbere se combină pentru a forma o singură bucată solidă de material, creând o singură bucată uniformă, cu temperaturi relativ scăzute și timpi de sinterizare relativ scurți. Acest lucru face ca SSiC să fie un material economic cu proprietăți mecanice și rezistență chimică superioare proceselor de fabricație a-SiC CVD pur.

Rezistența la coroziune

Carbura de siliciu prezintă o rezistență chimică excelentă împotriva mediilor agresive, cum ar fi acizii clorhidric și sulfuric. În plus, structura sa unică formează un strat de protecție la suprafață pentru a asigura o protecție maximă. Acest lucru explică performanțele sale ridicate împotriva bazelor (de exemplu, potasa și soda caustică), precum și împotriva acizilor oxidanți precum acidul azotic. Această rezistență poate fi atribuită proprietăților sale inerente; care creează un strat de pasivare pe suprafața sa.

Acest strat acționează pentru a preveni contactul direct dintre substrat și speciile atacatoare și difuzia oxigenului prin acesta, reducând semnificativ rata de coroziune. Compoziția și grosimea sa depind de factori precum materialul utilizat la construcția sa, precum și de temperatura de expunere sau de mediile chimice imediate în care se află componentele.

Carbura de siliciu legată prin reacție (RB SiC) depășește carbura de siliciu sinterizată convențională (SSiC). Produsă prin infiltrarea siliciului lichid în preforme poroase de carbon sau grafit, RB SiC oferă o duritate și o rezistență superioare, precum și o bună rezistență la șocuri termice și la coroziune.

În plus, RB SiC a demonstrat o rezistență excepțională la compresiune, tracțiune și flexiune datorită microstructurii sale foarte dense și a temperaturii scăzute de prelucrare obținute prin sinterizare prin reacție. Mai mult, rezistența sa la încovoiere a crescut pe măsură ce dimensiunea reziduală a siliciului a scăzut; peste 1000 MPa a fost obținută atunci când s-a controlat dimensiunea particulelor de siliciu sub 100 nm pentru rezultate optime ale testelor.

Conductivitate termică

Carbura de siliciu (SiC) este unul dintre cele mai dure materiale ceramice, având proprietăți excelente de rezistență la uzură, stabilitate la temperatură și conductivitate termică. În plus, rezistența la coroziune și la șocuri termice a SiC îl face de neegalat în comparație cu orice alt material de pe piață. Fabricat prin metode de lipire prin reacție sau prin sinterizare directă; SiC lipit prin reacție oferă o duritate mai mică, dar este rentabil și mai ușor de lucrat decât omologul său sinterizat direct.

Conductivitatea termică a SiC depinde în mare măsură de metoda de sinterizare și de utilizarea aditivilor. De exemplu, SiC sinterizat cu 9 % din greutate% Y2O3-Er2O3 prezintă o rezistivitate electrică mult mai mică în comparație cu probele fără acest aditiv; acest lucru se datorează probabil numărului mare de vacanțe și defecte cristalografice prezente în faza sa, care reduc conductivitatea termică.

Aditivii de sinterizare sunt adăugați la pulberea de SiC înainte de sinterizare pentru a crește densitatea produsului finit și, astfel, pentru a spori densitatea. Cu toate acestea, din păcate, adăugarea lor poate crește temperatura de sinterizare și reduce rezistența la flexiune; prin urmare, este esențial să se găsească un echilibru între conductivitatea termică și rezistența la flexiune a ceramicii SiC. Acest lucru poate fi realizat prin selectarea aditivilor de sinterizare adecvați și prin adaptarea în consecință a procesului de sinterizare; în plus, granițele curate ale grăunților contribuie la creșterea conductivității termice, deoarece ajută la reducerea pierderilor de căldură între grăunți și goluri, crescând astfel conductivitatea termică, reducând astfel pierderile de căldură între grăunți/ goluri, ceea ce crește și mai mult conductivitatea termică; în plus, granițele curate ale grăunților contribuie, de asemenea, la creșterea conductivității termice prin reducerea pierderilor de căldură între grăunți/ goluri, ceea ce duce în cele din urmă la o mai mare conductivitate termică între grăunți/ goluri, crescând astfel conductivitatea termică a ceramicii.

Rezistență chimică

SiC este cunoscut pentru rezistența sa la coroziune în diverse medii chimice. Acest lucru se datorează, în principal, formării unui strat de oxid pe suprafața sa, care îl protejează de contactul direct cu orice substanțe chimice potențial corozive, fiind în același timp un material inert cu o reactivitate chimică foarte mică - ceea ce îi sporește și mai mult rezistența.

Ceramica de carbură de siliciu sinterizată fără presiune se mândrește cu cea mai mare rezistență la coroziune dintre materialele ceramice fără oxid, rezistentă la toți acizii obișnuiți (clorhidric, sulfuric, bromhidric și fluorhidric), la toate bazele (amine, potasă și sodă caustică), precum și la mediile oxidante, cum ar fi acidul azotic. Cu toate acestea, rezistența sa la uzură este inferioară celei a carburilor de tungsten cimentate cu cobalt-crom, în timp ce diamantul oferă o protecție mai mare împotriva uzurii.

Carbura de siliciu legată prin reacție poate că nu oferă o rezistență la coroziune și abraziune la fel de mare, dar duritatea sa ridicată, rezistența la temperaturi ridicate și conductivitatea termică o fac potrivită pentru fețele de etanșare, piesele de pompe și alte aplicații de înaltă performanță. În plus, se mândrește cu unul dintre cei mai mici coeficienți de dilatare termică dintre materialele ceramice fără oxid, pentru o performanță optimă în diverse medii industriale.

Junty oferă o selecție extinsă de clase de carbură de siliciu sinterizată pentru a îmbunătăți proprietățile tribologice ale garniturilor mecanice, sculelor de tăiere, inelelor de uzură și scaunelor de supapă. Personalul nostru experimentat va lucra îndeaproape cu dumneavoastră pentru a selecta clasa potrivită - carbură de siliciu cu legătură de reacție sau sinterizată direct - pentru aplicația dumneavoastră.