Nitridbunden kiselkarbid

Nitridbunden kiselkarbid med överlägsen hållfasthet vid höga temperaturer och utmärkt oxidationsbeständighet är ett idealiskt material för ugnsmöbler.

Nitridbunden kiselkarbid enligt föreliggande uppfinning är särskilt motståndskraftig mot abrasivt slitage i jordmassor. Slitstyrkan beror på kornstorleksfördelningen i den bearbetade massan; bäst prestanda uppnås i lätt jord.

Hög hållfasthet

Den nitridbundna kiselkarbidens överlägsna styrka gör den till ett idealiskt eldfast material för användning i masugnar för järnframställning, som tål även tuffa förhållanden som trycksintring. Detta material framställs genom att kiselkarbidpulver reagerar med nitrid- eller oxidkeramik i en trycksintringsprocess; slutprodukten är ett tätt material med mycket hög drag- och tryckhållfasthet samtidigt som det har mycket få porer.

Tegelstenar med denna sammansättning kan motstå termisk chock, vilket gör dem lämpliga för användning i järnframställningsugnars nedre del av stack-, buk-, bosh- och tuyereområden. Dessutom har de utmärkta egenskaper som slaggmotstånd, slitstyrka vid höga temperaturer och motståndskraft mot alkalierosion.

Silcarb-keramer ger utmärkt motståndskraft mot oxidation och seghet för applikationer som kräver det - till exempel skyddsrör för termoelement som används i tuffa miljöer för att skydda temperatursensorer från skador. Silcarb erbjuder nitridbundna kiselkarbidkeramer som är särskilt anpassade för sådana ändamål och som tillverkas för termoelementskyddsrör av Silcarb.

Nitridbundna kiselkarbidstenar har också imponerande slag- och nötningsbeständighet i lätta jordar, vilket framgår av en studie som visade att de hade bättre nötningsskyddande egenskaper än stål och den Fe-Cr-Nb-padding weld som används på 38GSA-stål. Tyvärr minskar dess slitstyrka avsevärt i tyngre jordförhållanden eftersom slipande partiklar tenderar att fastna i dess porer lättare än förväntat.

Hållfasthet vid höga temperaturer

Nitridbunden kiselkarbid har den unika förmågan att motstå extrema temperaturer tack vare nitridationsreaktionen som bildar mycket kovalenta bindningar mellan kiselpulver och nitridpartiklar, vilket bibehåller styrkan även under utmanande omständigheter som t.ex. oxidation vid extremt höga temperaturer.

Nitridbunden kiselkarbid har en hög specifik hållfasthet som gör den lämplig för en rad olika tillämpningar. Dessutom har detta material exceptionella tribologiska egenskaper och slitstyrka; slagchocker hanteras väl tack vare hög brottseghet; korrosionsskyddet är utmärkt medan motståndskraften mot termiska chocker gör detta till ett utmärkt alternativ för industriella användningsområden.

Vid 25 C och 1300 C testades fiberförstärkt, enkelriktad nitridbunden kiselkarbid med en ny testteknik som minimerar böjmomentet och samtidigt garanterar att brott alltid sker inom provkroppens mätsektion. Resultaten visade ett metallliknande spännings-töjningsbeteende vid båda temperaturerna med en brottgräns på 543 MPa vid 1300 C.

Slitageegenskaperna hos nitridbunden kiselkarbid beror på jordmassans typ, särskilt partikelstorleksfördelningen. Lätt jord visade överlägsen slitstyrka medan tung jord registrerade det lägsta värdet för slitstyrka.

Motståndskraft mot höga temperaturer

Nitridbunden kiselkarbid uppvisar överlägsen termisk stabilitet vid förhöjda temperaturer, eftersom den är motståndskraftig mot sprickbildning vid högre temperaturnivåer. Detta gör det till ett utmärkt val av eldfast material när det utsätts för snabba förändringar i driftsförhållandena - perfekt för applikationer som innebär snabba övergångar.

Reaktionsbunden kiselkarbid (RBSC) skapas genom trycksintring av en blandning av SiC och oxidkeramiska pulver som innehåller aluminium. Den resulterande täta matrisen av SiC har utmärkt slitage-, slag- och kemikaliebeständighet samtidigt som den lätt kan formas till komplicerade former med Blasch-processen.

Nitridbundna eldfasta material är mycket stabila material med exceptionell mekanisk hållfasthet, motståndskraft mot termisk chock, kemisk inertitet och kemisk inertitet - egenskaper som har gjort att de används i en rad olika industriella applikationer, t.ex. sidoväggar i aluminiumsmältkärl och nedre staplar i masugnsklockor, samt i ugnsinredning som brännare, mufflar, shed board push boards rafts och pelare på grund av dess överlägsna temperaturhållfasthet och mekaniska integritet.

Nitridbunden sinter är känd för sitt överlägsna nötningsmotstånd. Studier har visat att den är mycket bättre än stål och vadderingssvets i alla jordtyper som testats, och att den mer än fördubblar stålets motståndskraft i lätta jordförhållanden och tredubblar dess motståndskraft i tunga.

Motstånd mot termisk chock

Nitridbunden kiselkarbid har utmärkt motståndskraft mot termisk chock och klarar snabba temperaturförändringar utan att spricka - vilket gör det till ett idealiskt material för applikationer som utsätts för termisk cykling. Nitridbunden kiselkarbid har också enastående oxidationsbeständighet vid höga temperaturer tack vare sin täta yta som motstår gasoxidation från gaser som metalloxider eller alkaliska lösningar samt kryolitkorrosion, vilket gör den lämplig för avfallsförbränningsapplikationer, aluminiumreduktionsceller eller kopparschaktugnar.

Tekniken RSiC (Reaction-sintered silicon nitride) gör det möjligt att skapa detta. Kiselpulver blandas med korn av kiselkarbid innan det utsätts för kvävgas för nitrering i en atmosfär rik på fasta kiselpartiklar, vilket ger kiselnitrid som binder samman kiselkarbidpartiklarna till ett tätt material, vilket ger en porös struktur med lägre densitet än sintrad kiselkarbid i vätskefas (LPSSIC).

NBSiC kan enkelt formas till komplicerade former med Blasch-processen och har önskvärda eldfasta och kemiska egenskaper. Slitstyrkan har visat sig vara imponerande även i hårda, slipande markförhållanden - den slits mycket mindre intensivt än specialstål avsedda för markarbete, i vissa tester fyra gånger (jämfört med svetsmuffar med Fe-Cr-Nb-padding-svetsar i medelsvåra markförhållanden och upp till 6,5 gånger i svåra markförhållanden).