Rekryštalizovaný karbid kremíka

Karbid kremíka je čoraz obľúbenejší materiál vďaka svojim skvelým mechanickým, tepelným a elektrickým vlastnostiam. Rekryštalizovaný karbid kremíka má vďaka svojej mikroštruktúre jedinečné vlastnosti.

RSiC sa často používa v nábytku do pecí a keramických výrobkoch, ako sú žiaruvzdorné materiály, v priemysle odolné proti opotrebovaniu a v priemyselných vysokoteplotných peciach vďaka svojej vynikajúcej odolnosti proti korózii a teplotnej odolnosti.

Pevnosť pri vysokých teplotách

Vynikajúca pevnosť rekryštalizovaného karbidu kremíka pri vysokých teplotách z neho robí vynikajúcu voľbu materiálu pre aplikácie, kde materiály musia odolávať extrémne náročným prostrediam, na rozdiel od keramiky, ktorá sa pri vyšších teplotách stáva menej pevnou. Okrem toho jeho mikroštruktúra pomáha odolávať korózii. Rekryštalizovaný karbid kremíka má početné priemyselné využitie vrátane nábytku do pecí, valčekov/priestranných dosiek/priestranných dosiek/priestranných dosiek, ako aj pancierových dosiek používaných proti súčasným alebo vznikajúcim balistickým hrozbám.

Karborundová technika tlače, metóda hĺbkotlače, tiež využíva karborundovú drť. Po zmiešaní s vodou na vytvorenie pasty sa nanesie na hliníkovú dosku a potom sa z holých plôch zotrie vodou, čím sa zanechá konečná vytlačená stopa, ktorá sa potom valcuje, aby sa vytvoril konečný produkt.

V porovnaní so žiaruvzdornými materiálmi s oxidovou väzbou na báze karbidu kremíka majú nitridové žiaruvzdorné materiály vyššiu tepelnú vodivosť a väčšiu odolnosť voči oxidácii a tvorbe trosky, odolnosť voči nárazom a úderom a môžu sa dokonca používať v peciach s rýchlejším výpalom, aby sa zvýšilo využitie pri súčasnom znížení jednotkových nákladov na energiu.

Karbid kremíka sa môže vyrábať rôznymi metódami vrátane reakčného spekania, beztlakového spekania karbidu kremíka a samospekania. Reakčným spekaním sa získavajú husté materiály s dobrou čistotou a odolnosťou voči tepelným šokom, ale je ťažké kontrolovať veľkosť častíc. Karbid bóru ako zdroj uhlíka môže pomôcť vyhnúť sa rozkladu polyméru a zároveň eliminovať póry v zelených telesách; spekanie v kvapalnej fáze môže tiež zlepšiť rýchlosť výroby.

Odolnosť proti opotrebovaniu

Rekryštalizovaný karbid kremíka vyniká ako ideálny materiál pre aplikácie odolné voči opotrebovaniu vďaka kombinácii pevnosti a odolnosti voči korózii, vďaka čomu je vhodný pre tesnenia chemických čerpadiel, ako aj pre iné náročné prostredia. Okrem toho jeho nízka tepelná rozťažnosť znižuje riziko vyplývajúce z rýchlych ochladzovaní/zmenách teploty, zatiaľ čo jeho vysoká tvrdosť ho robí vhodným ako ložiskové komponenty v ložiskových systémoch - používa sa dokonca na výrobu rôznych tvarov, ako sú vstrekovače používané pri aplikáciách pieskovania, tesnenia vodných čerpadiel automobilov a ložiskové komponenty.

RSiC je vynikajúci elektrický izolant, ktorý odoláva vysokým teplotám, čo z neho robí ideálny materiál na vymurovanie veľkých vysokých pecí. Okrem toho je vďaka svojej odolnosti proti opotrebovaniu vhodný pre potrubia, obežné kolesá a cyklóny; liatina má v týchto aplikáciách tendenciu rýchlo sa opotrebovávať, zatiaľ čo dobre odoláva nárazom a vibráciám, čo umožňuje banské aplikácie.

Karbid kremíka s nitridovou väzbou preukázal výnimočnú odolnosť proti opotrebovaniu v ľahkej pôde obsahujúcej sypký piesok, pričom päťnásobne prekonal typy ocele bežne používané pre pracovné časti v pôde. Karbid kremíka s nitridovou väzbou poskytoval aj viac ako šesťnásobne vyššiu odolnosť proti opotrebovaniu v podmienkach stredne ťažkej a ťažkej pôdy, čo z neho robilo vynikajúcu voľbu materiálu pre výplňové vrstvy zvarov; jeho odolnosť proti opotrebovaniu sa menila v závislosti od podmienok pôdy.

Vysoká tepelná vodivosť

RSiC sa vyznačuje vysokou tepelnou vodivosťou, čo z neho robí vynikajúci materiál pre vysokoteplotné aplikácie. Tento materiál, ktorý dokáže odolávať teplotám až do 1 600 °C, pričom jeho pevnosť zostáva konštantná, sa dá tiež ľahko formovať do rôznych tvarov, aby vyhovoval konkrétnym aplikáciám - pri práci s ním možno použiť výrobné metódy vrátane klzného odlievania, vytláčania a vstrekovania.

RSiC sa môže pochváliť vynikajúcou tepelnou vodivosťou vďaka svojej nízkej hustote a pórovitej štruktúre, ktorá umožňuje zachytávanie molekúl plynnej fázy na zadržiavanie tepla a zároveň odoláva koróznym procesom, ako je oxidácia alebo iné korózne procesy. Okrem toho sa tento materiál vyznačuje nižším bodom topenia ako väčšina technickej keramiky, čo z neho robí bezpečnejší materiál, s ktorým sa dá pracovať.

Vďaka tomu, že sa dá formovať podľa špecifických požiadaviek, je to vynikajúci materiál na použitie v tunelových peciach, kyvadlových peciach, dvojitých valcových peciach a linkách na výrobu porcelánových izolátorov. Vďaka svojej nízkej hmotnosti a pevnostným vlastnostiam pri vysokých teplotách predstavuje vynikajúci materiál na nosné konštrukčné rámy v týchto peciach, navyše sa môže pochváliť vynikajúcimi izolačnými vlastnosťami a potenciálom úspory energie.

Procesy spekania RSiC sa líšia v závislosti od zvolenej metódy tvarovania. Tento proces zvyčajne zahŕňa umiestnenie zmesi SiC prášku a spojovacieho materiálu do formy, potom karbotermickú redukciu na vytvorenie spekaného telesa. Reakčným spájaním vznikajú husté produkty, zatiaľ čo rekryštalizačným spekaním vznikajú porézne produkty vhodné pre vysoké teploty.

Nízka tepelná rozťažnosť

Karbid kremíka je v priemysle čoraz obľúbenejším materiálom vďaka svojim vynikajúcim mechanickým a elektrickým vlastnostiam, čo z neho robí vynikajúcu voľbu pre vysokoteplotné pece a keramické aplikácie. Vďaka nízkej tepelnej rozťažnosti je rekryštalizovaný karbid kremíka vhodný aj na použitie pri takýchto extrémnych teplotách, ako aj na konštrukčné komponenty, napríklad nábytok a valce vo vysokoteplotných peciach.

Tepelná rozťažnosť RSiC závisí od jeho mikroštruktúry, procesu spekania a teploty; svoju úlohu zohráva aj teplota a typ činidla. Zásadnú úlohu pri formovaní jeho mikroštruktúry zohrávajú aj metódy tvárnenia - tie určujú spôsob vzájomného prepojenia zŕn materiálu, ako aj jeho odolnosť voči tepelným šokom.

Jedným z najlepších spôsobov hodnotenia tepelnej rozťažnosti RSiC je stereoskopický mikroskop, ktorého výsledky sa používajú na výpočet objemovej rozťažnosti na základe konkrétnych podmienok pomocou vzorcov, ako napríklad "av = Cv3BV", kde Cv je konštantný objemový merný obsah tepla, Gruneisov parameter je "g" a Vm predstavuje objemový modul.

RSiC sa vyznačuje neobvyklou mikroštruktúrou pozostávajúcou z kolmých dosiek vzájomne spojených pre maximálnu mechanickú pevnosť, húževnatosť a odolnosť proti korózii. Okrem toho jeho nízky koeficient tepelnej rozťažnosti a vynikajúca odolnosť voči tepelným šokom robia z RSiC atraktívny materiál v prostredí s vysokými teplotami.