Reakcijsko vezan silicijev karbid

Silicijev karbid je eden najtrših in najtrdnejših keramičnih materialov na trgu, ki zagotavlja zaščito pred korozijo, obrabo in visokimi temperaturami.

Reakcijsko vezani silicijev karbid se proizvaja z reakcijo poroznega ogljika s tekočim ali plinastim silicijem in infiltracijo dodatnega silicija, da nastane gost keramični del.

Silicijev karbid, vezan z nitridom (NB SiC)

Nitridno vezani silicijev karbid (NB SiC) je kompozitni ognjevzdržni material, sestavljen iz nitrida silicijevega karbida kot keramične faze, ki tvori močan, prožen in vzdržljiv material. Kot eden najtrših inženirskih materialov, ki so danes na voljo, je NB SiC odporen proti obrabi zaradi delcev ali trdih površin, kot so površine. Poleg tega zaradi svoje kemične inertnosti ostaja odporen na večino kislin, lugov in halogenidov, hkrati pa je zelo duktilen in lahko prenese velike obremenitve in udarce.

Silicijev karbid, vezan z nitridom, je mogoče zlahka oblikovati v zapletene in natančne oblike s postopkom Blasch, kar omogoča njegovo uporabo v aplikacijah, ki zahtevajo tako ognjevarne kot mehanske lastnosti. Poleg tega njegova lomna žilavost presega lomno žilavost sintranega SiC, zaradi česar je primeren za zahtevna okolja, ki vključujejo abrazijo in udarne obremenitve.

Upoštevajte, da obstajata dva načina izdelave silicijevega karbida: reakcijsko vezanje in sintranje. Vsaka metoda oblikovanja močno vpliva na mikrostrukturo končnega izdelka, zaradi česar so njegove toplotne in mehanske lastnosti drugačne kot pri proizvodnji izključno s sintranjem. V nadaljevanju je opis vsake od teh tehnik oblikovanja:

Reakcijsko vezani silicijev karbid nastane z dodajanjem tekočega silicija v kompakt, ki vsebuje zmesi SiC in ogljika, pri čemer reagira z ogljikom in tvori dodatna zrna silicijevega karbida, hkrati pa povezuje prvotna zrna SiC. Ko je ta material enkrat oblikovan, ga je mogoče enostavno oblikovati v različne oblike in velikosti, zato je primeren za uporabo, kot so pohištvo za peči, mehanska tesnila in dušilke za nadzor pretoka.

Silicijev karbid, vezan z nitridom, se že dolgo uporablja za aplikacije, ki vključujejo odpornost proti abraziji; vendar se je pri preskusih odpornosti proti eroziji v tleh izkazal tudi kot izjemen rezultat v primerjavi s sintranimi jeklenimi izdelki, ki vsebujejo bor, tako v rahlih kot v gostih tleh.

InVinCerTM by Blasch

Reakcijsko lepljenje je inovativna tehnika za izdelavo keramičnih delov iz silicijevega karbida katere koli oblike ali velikosti z uporabo cenejših proizvodnih postopkov kot pri sintranem silicijevem karbidu (SSC). Ognjevzdržna keramika, izdelana s to tehnologijo, je znana po svoji trdnosti, odpornosti proti koroziji in ekstremnim temperaturam - zaradi teh lastnosti je primerna za ogrevalne naprave, kot je pohištvo za peči, ter za sestavne dele, ki se obrabljajo, kot so tesnila in ventili.

Ognjevzdržna keramika, proizvedena s to tehnologijo, je znana po svoji izjemni odpornosti na toplotne udarce. Upogibna in lomna žilavost se povečujeta s povečanjem vsebnosti trdne snovi reakcijsko vezanega silicijevega karbida; ta material nastane zaradi kemične reakcije med poroznim ogljikom ali grafitom in staljenim silicijem; njegov glavni način lomljenja vključuje intergranularni lom SiC in krhek lom zaradi preostalih ogljikovih delcev.

Za doseganje reakcijsko vezanega silicijevega karbida najprej združite grob silicijev karbid v prahu in neoksidna sredstva za sintranje, nato pa segrevajte do 2000 F. Po tem koraku se lahko za dokončanje zmesi uporabijo tehnike natančnega brušenja.

Pri gelskem litju reakcijsko vezanega silicijevega karbida je bilo razmerje med furfuril alkoholom (FA) in fenolno smolo prilagojeno, da se olajša polimerizacija in spremeni čas geliranja. Poleg tega smo preučevali čas geliranja in morfologijo por mikroporoznega ogljika; oboje se je izkazalo za ključno pri ustvarjanju reakcijsko vezanih struktur silicijevega karbida.

Ognjevzdržna keramika, proizvedena s to tehnologijo, je znana kot RBSC. Na sliki 9 so prikazani vzorci XRD teles iz SiC/poroznega ogljika z različnimi vsebnostmi trdne snovi, proizvedenih s tem postopkom; njihovi rezultati kažejo, da telesa z večjo vsebnostjo trdne snovi vsebujejo manj prostega Si, kar je razvidno iz povečane intenzivnosti vrhov za a-SiC-fazo in b-SiC-fazo v tej ognjevarni keramiki.

Calsic® RB

Reakcijsko vezani silicijev karbid (RBSC) je inovativen keramični material, ki ga odlikujeta izjemna trdnost in trdota, hkrati pa je odporen na ekstremne temperature. Zaradi teh lastnosti je RBC odlična izbira materiala za pohištvo za peči, mehanska tesnila in polprevodniško proizvodno opremo.

RB SiC običajno nastane z mešanjem prahu SiC z ogljikom in mehčalcem v kalupu, z žganjem, da se odstrani mehčalec, in z dodajanjem tekočega ali parnega silicija, ki reagira z ogljikom in tvori dodaten silicijev karbid - tako nastane izjemno gost visoko zmogljiv izdelek z odlično odpornostjo proti obrabi in udarcem.

Sestava, morfologija in velikost virov ogljika imajo veliko vlogo pri oblikovanju mikrostrukture in lastnosti RB SiC keramike. Na splošno velja, da večja vsebnost ogljika v predobliki povzroči večjo koncentracijo RB SiC v končni keramiki. Poleg tega je v tem procesu vplivna tudi njihova reaktivnost: od zelo reaktivnega grafita do manj reaktivnega mikrosferičnega ogljika.

Katera vrsta SiC je primerna za vašo aplikacijo, je odvisno od predvidene uporabe, kot so zahteve glede trdote, gostote in odpornosti proti koroziji. Tako nitridno vezani kot reakcijsko vezani silicijev karbid zagotavljata izjemno zmogljivost v zahtevnih okoljih.

sintrani silicijev karbid (SSiC), proizveden s stiskanjem in sintranjem, prekaša RB SiC po trdnosti in trdoti; vendar je njegova toplotna prevodnost manjša zaradi bolj zapletenih postopkov sintranja, ki za proizvodnjo zahtevajo veliko višje temperature; poleg tega je dražji zaradi zapletenih proizvodnih metod, ki jih zahteva ta material - zato so nekatere aplikacije za to obliko neprimerne. Na srečo vam lahko družba Saint-Gobain Performance Ceramics & Refractories pomaga pri izbiri ustrezne keramike za vašo aplikacijo z našo celotno linijo industrijskih obrabno odpornih izdelkov, posebej prilagojenih za izpolnjevanje posebnih zahtev - pokličite še danes za več informacij ali pomoč pri odločitvi o vaši aplikaciji!