Zakaj je rekristalizirani silicijev karbid najboljši ognjevzdržni material za uporabo pri visokih temperaturah

Silicijev karbid je izjemen keramični material, ki se zaradi svoje trdnosti, odpornosti proti koroziji in toplotne prevodnosti pogosto uporablja za aplikacije, ki zahtevajo visoke temperature.

Rekristalizirani silicijev karbid se proizvaja s postopki izhlapevanja in koagulacije ter ima odprto poroznost 11%-15%, kar omogoča enostavno segrevanje z minimalnim krčenjem; tako se odpravijo številne pomanjkljivosti, povezane z drugimi proizvodnimi metodami.

Moč

Naravni moissanit je mogoče najti le v sledovih v meteoritih, nahajališčih korunda ali kimberlita; ves komercialni SiC, ki se prodaja po vsem svetu, je sintetično izdelan iz čistega silicija in ogljika, ki se pri izredno visokih temperaturah talita z električnim tokom v električni peči.

Keramika iz silicijevega karbida ima izredno nizek koeficient raztezanja, zato je primerna za temperaturne spremembe, ne da bi se razpokala ali zlomila. Poleg tega se ta material ponaša z odlično upogibno trdnostjo in lomno žilavostjo, kar pomeni, da lahko prenese obremenitve, ki bi druge materiale razbila.

Zaradi edinstvene kombinacije toplotnih, mehanskih in kemičnih lastnosti se RSiC uporablja v številnih aplikacijah v različnih panogah. Najdemo ga v pohištvu za peči in plinske gorilnike, filtrih za trdne delce za dizelske motorje, toplotnih izmenjevalnikih in toplotnih zaščitnih jopičih - zaradi visoke odpornosti proti udarcem se odlično obnese kot neprebojni material.

Cementni karbidi (CCE), izdelani iz RSiC v kombinaciji s kovinami, zagotavljajo večjo specifično trdnost in elastični modul kot čisti kristalni SiC. Podjetje Saint-Gobain Performance Ceramics & Refractories proizvaja Hexoloy, napreden kompozit RSiC in aluminija, ki se uporablja za izdelavo lahkih oklepnih plošč, zasnovanih za odpornost na sedanje in nove balistične grožnje.

Toplotna prevodnost

Zaradi odlične toplotne prevodnosti je rekristalizirani silicijev karbid odličen ognjevzdržni material za uporabo pri izjemno visokih temperaturah, saj ima desetkrat večjo toplotno prevodnost kot šamotni ognjevzdržni materiali in ga je mogoče zlahka oblikovati v kompleksne oblike. Poleg tega je zaradi svoje odpornosti proti koroziji in žlindri zelo zanesljiv proti napadom žlindre; poleg tega ima silicijev karbid, vezan z nitridom, še večjo odpornost proti termičnim šokom in oksidaciji kot različice, vezane z oksidom.

Rekristalizirani silicijev karbid je zaradi kombinacije svojih lastnosti neprecenljiv material, ki se uporablja v naprednih tehnologijah po vsem svetu. Od energetsko učinkovitih svetlečih diod in laserjev do avtomobilov in peči; povsod, kjer so potrebni visoko zmogljivi materiali. Rekristalizirani silicijev karbid ima v teh aplikacijah osrednjo vlogo.

Duratec rekristaliziran silicijev karbidni žarek zagotavlja vrhunsko temperaturno trdnost, nizko težo, visoko toplotno prevodnost, nizko stopnjo zadrževanja toplote in dolgo življenjsko dobo. Podporni okvirji za konstrukcijske okvirje v tunelskih pečeh, shuttle pečeh, pečeh z dvojnimi valji in drugih visokotemperaturnih pečeh lahko znatno povečajo kvalificirano hitrost izgorevanja izdelkov, hkrati pa varčujejo z viri energije. Uporabljajo ga lahko porcelan, steklokeramika, metalurgija in ognjevzdržna industrija. Iz nje je mogoče izdelati tudi votle nosilce, plošče ali posebno oblikovane dele. RSiC se ponaša z možnostjo upogibanja ali deformacije, ne da bi se zlomil ali izgubil obliko, in vzdrži temperature do 1620 stopinj Celzija, ne da bi se poškodoval ali razpokal, zaradi česar je odlična izbira za pohištvo peči za visokonapetostni električni porcelan, sanitarni porcelan in steklokeramiko.

Odpornost na korozijo

Rekristalizirani silicijev karbid je izjemno trpežen material z odlično odpornostjo proti koroziji, saj njegova kristalna struktura vsebuje plast pasivnega oksida, ki ga ščiti pred kislinami, alkalijami in topili, ki ga lahko kemično napadejo. Zato je rekristalizirani silicijev karbid odlična izbira za aplikacije, kot sta rafiniranje nafte in kemična predelava, ki sta vsakodnevno izpostavljeni tem snovem.

Rekristalizirani silicijev karbid se ponaša z odličnimi mehanskimi lastnostmi in izjemno toplotno toleranco, kar pomeni, da lahko dalj časa prenaša izjemno visoke temperature, ne da bi pri tem izgubil svojo celovitost ali strukturno integriteto. Zato se rekristalizirani silicijev karbid uporablja v vesoljski in vojaški opremi, kot so rakete, sateliti in izstrelki, kjer njegova toplotna toleranca pomaga izboljšati zmogljivost in podaljšati življenjsko dobo opreme. Poleg tega se lahko rekristalizirani silicijev karbid uporablja tudi v šobah in ventilih vozil, ki so odporni na izstrelke, kot so krogle ali izstrelki.

Hexoloy ponuja izbor sintranih in rekristaliziranih izdelkov iz silicijevega karbida (SSiC in RSiC), ki izpolnjujejo vaše natančne specifikacije, kot so različne velikosti, dolžine in debeline sten, primerne za različne ognjevarne aplikacije. Silicijev karbid in silicijev nitrid zagotavljata odlično zaščito pred ekstremnimi temperaturami, abrazivnimi okolji, neposrednim vdorom plamena in drugimi oblikami poškodb. Poleg tega imata ta materiala izjemne lastnosti odpornosti na oksidacijo in erozijo, ki podaljšujejo njuno življenjsko dobo v težkih okoljih, ter odpornost na hitro hlajenje in toplotne udarce. Poleg tega je bil dosežen pomemben napredek pri razumevanju njihovih korozijskih lastnosti, saj so zdaj na voljo modeli, ki inženirjem pomagajo pri načrtovanju za optimalno delovanje v kompleksnih okoljih.

Električna izolacija

R-SiC ima kristalno matrico, ki mu pomaga ohraniti trdnost pri visokih temperaturah, z nizkim koeficientom toplotnega raztezanja pa zmanjšuje tveganje udarcev in razpok. Zato je idealen za industrijske aplikacije, ki vključujejo visoke delovne temperature.

RSiC je zaradi svoje edinstvene kombinacije toplotnih, mehanskih in kemičnih lastnosti pomemben material v številnih visokotehnoloških industrijah. Postal je eden najzanesljivejših materialov na svetu z neprekosljivo zmogljivostjo, ki še naprej navdihuje inovacije.

Keramiko iz silicijevega karbida je mogoče izdelati v več tehnikah, vključno z drsnim litjem, ekstrudiranjem in brizganjem. Ko je RSiC izdelan, se sintra v peči pri visokih temperaturah, da se rekristalizira in ustvari njegova značilna mikrostruktura, hkrati pa se odstrani vse vezivo, tako da ostane le čisti RSiC.

Polprevodniki se od prevodnikov razlikujejo po tem, da lahko električni tok in elektromagnetna polja uravnavajo njihovo prevodnost, kar omogoča izdelavo elektronskih naprav, ki ojačujejo, preklapljajo ali pretvarjajo signale v električnem krogu. Zlasti polprevodniki SiC imajo večjo gibljivost elektronov pri povišanih temperaturah, hkrati pa pri istih temperaturah izgubljajo manj moči, zato so postali najprimernejši material za Schottkyjeve diode, tranzistorje in FET/MOSFET.