Kulor av kiselkarbid

Kulor av kiselkarbid är konstruerade för att klara tuffa miljöer och finns i många olika applikationer, från lager och energisystem till precisionstillverkning av halvledare.

Karborundum förekommer naturligt som mineralet moissanit, men har massproducerats sedan 1893 för användning som slipmedel och råmaterial vid ståltillverkning.

Hårdhet

Kiselkarbid (SiC) är ett exceptionellt hårt, värme- och tryckbeständigt material som används i slip- och poleringsapplikationer, skärande verktyg, pumpar och ventiler inom flyg- och rymdindustrin, pumpar och ventiler samt marina applikationer som kemisk bearbetning. SiC-keramiska kulor erbjuder exceptionell stabilitet med släta ytor som möjliggör enkel rotation samtidigt som de uppfyller exakta specifikationer och toleranser och erbjuder motstånd mot applikationer med hög temperatur. De är ett bra alternativ för användning i marina miljöer eller kemisk bearbetning eftersom de också är korrosionsbeständiga.

SiC-keramiska kulor har högre draghållfasthet än kulor av stål eller aluminium och är hårdare, lättare och mer slitstarka. Dessutom är de lättare att underhålla än metallager och tål temperaturer utan att försämras eller förlora prestanda - perfekt för höghastighetsapplikationer i tuffa miljöer och finns i olika former och storlekar.

Dessa SiC-keramiska kulor skapas genom en process där granulat av material sintras till täta keramiska kulor som är mer än 10 gånger hårdare än naturlig diamant och som kan bearbetas med standardutrustning. Deras stökiometri kan till och med ändras för ökad biokompatibilitet - vilket ger nya potentiella användningsområden som t.ex. benreparationsutrustning inom medicinska tillämpningar.

SiC är inte bara motståndskraftigt mot nötning utan är också en exceptionell värmeledare och kan absorbera energi; med en mycket högre smältpunkt än stål gör det SiC lämpligt för högtemperaturtillämpningar och är kostnadsbesparande alternativ inom ett antal branscher.

Detta högpresterande material är en ovärderlig tillgång vid ståltillverkning. Det används som deoxideringsmedel i elektriska ugnar och hjälper till att minska slaggen genom att höja temperaturen i stålproduktionen och förkorta smälttiden - vilket i slutändan ökar produktiviteten samtidigt som kvaliteten förbättras. Dessutom gör den säkra användningen den mer miljövänlig än konkurrerande deoxideringsmedel, vilket ger ytterligare ett sätt att utöka stålproduktionen och samtidigt förbättra kvaliteten.

Korrosionsbeständighet

Kiselkarbid (SiC) är ett avancerat keramiskt material med hårda och hållbara egenskaper som gör det lämpligt för många industriella tillämpningar. Dessutom ger SiC utmärkt korrosionsbeständighet och temperaturtolerans, vilket gör det till ett utmärkt val i branscher som kraftproduktion, flygplansdesign, biltillverkning och petrokemisk bearbetning.

Korrosionsbeständighet är en av de viktigaste egenskaperna för material som används i tuffa miljöer. Kiselkarbid står sig väl mot korrosion under olika förhållanden, från syror, alkalier och salter till syrebrist och till och med vattenburna avlagringar. SiC:s täta packning skapar starka bindningar mellan kisel- och kolatomerna, vilket resulterar i dess enastående styrka.

Kolfiberförstärkt plast (CFRP) är mycket motståndskraftig mot nötning, vilket gör den till ett utmärkt val för användning i tuffa miljöer som t.ex. bilbromsar och kopplingar. Dessutom kan den bindas samman med andra material för höghållfasta applikationer som bilbromsar och kopplingar; dessutom kan kolfiber fungera som en isolator för att minska värmeöverföringen i kraftverk.

Kiselkarbidens överlägsna temperaturtolerans och låga expansionskoefficient gör det till ett utmärkt material att använda i högtemperaturmiljöer, som metallsmältning och petrokemisk produktion, där högt tryck och höga temperaturer annars skulle kunna skada andra material. Kiselkarbid tål dessa extrema temperaturer utan att skadas irreparabelt - en egenskap som det delar med keramiska material som porslin.

SiC är känt för att uppvisa imponerande hydrotermisk korrosionsbeständighet i reducerande miljöer, enligt en studie som utvärderade fyra typer av SiC till SiO2-plåtfogar: metalldiffusionsbindning med molybden eller titan mellanskikt, reaktionssintring med Ti-Si-C-systemsintring och nanopulversintring. Alla fogar motstod hydrotermisk korrosion i fem veckor utan att bindningslagren eller bindningslagren försvagades eller försvagades på grund av försvagning orsakad av försvagning orsakad av försvagning av bindningslagren tetraedrisk bindning som orsakade detta beteende; resultaten visar att denna metod är mer motståndskraftig än kemiskt bundna bindningsmetoder för hydrotermisk korrosion.

Beständighet mot höga temperaturer

Kiselkarbid är ett av de hårdaste material som finns och tål höga temperaturer och tryck utan att spricka under belastning. Därför har det länge använts i lager och andra industriella applikationer som kräver exceptionell hållbarhet. Kiselkarbidens korrosions- och nötningsbeständighet gör den dessutom perfekt för tuffa miljöer; dess lätta konstruktion innebär dessutom mindre vibrationer under prestandaförbättring.

Kiselkarbidens unika egenskaper har gjort det till ett viktigt material inom flera branscher, bland annat fordons- och flygindustrin samt kraftgenerering. Kiselkarbid finns i keramiska plattor i skottsäkra västar, i bilbromsar och kopplingar samt i elektroniska enheter som arbetar vid höga temperaturer. Dessutom ingår kiselkarbidkomponenter ofta i flygplansmotorer och rymdfarkoster. Med hög värmebeständighet och hållbarhet följer slitstarka egenskaper som gör kiselkarbid till ett utmärkt materialval för beläggningar och slitstarka komponenter.

Spegelmaterialet kiselkarbid är idealiskt för astronomiska teleskop tack vare sin låga värmeutvidgning, höga hårdhet och styvhet. Det kan skapa speglar på upp till 3,5 meter (11 fot). Dessutom gör kiselkarbidens unika egenskaper att den behåller sin form under extrema miljöförhållanden och behåller sin form över tid.

Kiselkarbidens kemiska inertitet gör att den kan användas i medicinska applikationer inom en rad olika områden. Dess kemiskt stabila natur innebär att den kan motstå steriliseringsprocesser utan att försämras när det gäller egenskaper eller biokompatibilitet, vilket gör den till ett fantastiskt materialval för kirurgiska instrument som kräver hög uthållighet och korrosionsbeständighet.

Kiselkarbidproduktion är mycket sofistikerad och kräver expertkunskap och hantverkskunnande. Tillverkningen sker med hjälp av avancerade sintringstekniker som kemisk ångdeposition och ger kiselkarbidpulver med kontrollerad partikelstorleksfördelning som leder till förbättrade mekaniska egenskaper som mikrohårdhet, böjhållfasthet och brottseghet. Kiselkarbid kan också användas som antioxidationsmedel under ståltillverkningen för att bevara användbara metalloxider som annars skulle gå förlorade; denna banbrytande teknik ökar effektiviteten samtidigt som den minskar den tid som krävs för ståltillverkningen.

Motståndskraft mot nötning

Kiselkarbid, vanligare kallad karborundum eller SiC, är en oorganisk kemisk förening som består av kisel och kol och som förekommer naturligt som ädelstenen moissanit. Tillverkade pulver- eller kristallformer av detta hårda kemiska material har också producerats för applikationer som kräver hög uthållighet, t.ex. skottsäkra västar, lager, keramiska plattor i bilbromsar/kopplingar samt sensorer/brytare på grund av dess höga ledningsförmåga.

Kiselkarbid utmärker sig bland vanliga material genom sitt breda bandgap, vilket gör det idealiskt för högeffektiva kraftproduktionstillämpningar samt tillämpningar som kräver hög temperaturbeständighet och korrosionsskydd - t.ex. inom flyg-, bil-, energi- samt olje- och gasindustrin.

SiC är allmänt känt för sin enastående motståndskraft mot nötning. Eftersom SiC är betydligt hårdare än stål är det ett långsiktigt och hållbart alternativ i industriella miljöer, och dess icke-magnetiska egenskaper gör det säkert för känsliga elektroniska applikationer.

SiC är känt för att vara både starkt och lätt. Detta gör det idealiskt för applikationer där viktkänsliga applikationer kräver ökad prestanda; dess lätthet minskar belastningen på maskinsystem, förbättrar effektiviteten samtidigt som livslängden ökar. Dessutom gör SiC:s mindre täta natur det till en attraktiv lösning.

SiC har ett utmärkt nötningsmotstånd tack vare sin kristallina struktur och stora yta, men detta motstånd kan stärkas ytterligare genom att applicera en diamantliknande kolbeläggning (DLC) ovanpå. Detta kan öka nötningsbeständigheten upp till 10 gånger!

Kiselkarbidens nötningsprestanda beror på flera faktorer, bland annat dess kemiska stabilitet, mekaniska egenskaper och motståndskraft mot termisk chock. Dessutom gör kiselkarbidens höga temperatur- och tryckbeständighet att den lämpar sig för flyg-, bil-, olje- och gasindustrin samt för steriliseringsprocesser och steriliseringsförfaranden - vilket gör den till ett utmärkt val för medicinska instrument och utrustning.

En ny kulfräsningsteknik har föreslagits för att effektivt förfina kiselkarbidpartiklar före tillverkning. I denna metod används olika storlekar på fräskulor för att ändra partikelstorleken och samtidigt förbättra morfologin och mikrostrukturen samt minska energiförbrukningen under fräsningen.