Реакційно зв'язаний карбід кремнію

Реакційно зв'язаний карбід кремнію (RB SiC) утворюється шляхом інфільтрації пористої вуглецевої або графітової заготовки розплавленим кремнієм. Хоча він має нижчу твердість, ніж спечений карбід кремнію, його відмінна зносостійкість компенсує будь-яку різницю потенціалів.

Металоматричний композитний матеріал (MMC) також ідеально підходить для виготовлення великих зношуваних деталей у гірничодобувній та інших галузях промисловості завдяки своїй чудовій корозійній і температурній стійкості, а також низькому коефіцієнту теплового розширення.

Висока міцність

Реакційно зв'язаний карбід кремнію (RBSC) - надзвичайно міцний керамічний матеріал. Він має виняткову стійкість до кислотної корозії та зносостійкість, що робить його придатним для використання в механічних ущільненнях і підшипниках, а також у високотемпературних середовищах. Крім того, його стійкість дозволяє йому витримувати високі температури без пошкоджень - ще одна перевага.

Виготовлення деталей з RBSC дуже просте. Матеріал поєднує грубий карбід кремнію, кремній і пластифікатори в екструзійному пресі перед нагріванням і формуванням у потрібну форму. Ця реакція дозволяє виробникам легко створювати великі або складні деталі з незначними змінами порівняно з початковими розмірами - зазвичай не більше одного відсотка відхилень з часом.

Порівняно зі спеченим карбідом кремнію, RBSC має нижчу міцність і твердість, але є більш економічно вигідним у виробництві. Крім того, його зносостійкість і ударостійкість вищі, як і стійкість до термічних ударів.

Карбід кремнію відрізняється від традиційної кераміки тим, що він утворюється шляхом хімічної реакції, а не пресування та спікання, використовуючи ефективне поєднання кремнію з вуглецем для зв'язку в пористій преформі, створюючи SiC. SiC відомий своєю чудовою термічною стабільністю, стійкістю до корозії та окислення, а також високою теплопровідністю; тому він має численні промислові застосування, включаючи теплоізоляцію та футеровку печей - навіть у високотемпературних пристроях, таких як газові турбіни та форсунки згоряння, використовуються компоненти SiC у виробництві.

Висока температурна стабільність

Реакційно зв'язаний карбід кремнію може бути виготовлений як надзвичайно міцний і стійкий до стирання матеріал, що робить його ідеальним для застосувань, пов'язаних з екстремальним тиском або температурами. Крім того, карбід кремнію RB SiC є термічно стабільним - це означає, що він не зазнає деформації або деградації навіть за екстремальних температур.

Висока термостійкість RB SiC значною мірою зумовлена його хімічним складом. Хімічне розчинення кремнію відбувається на ділянках, відомих як "атоми перегину" (структура А на рисунку 28), де кожен атом кремнію не може утворити чотири зв'язки з іншими атомами кремнію в кристалічній решітці; натомість ці унікальні ділянки утворюють зв'язки з лігандами OH або H з навколишніх молекул, поступово перетворюючись з часом у структури B і C.

Цей процес зазвичай використовує реакцію між кремнієм і вуглецем в якості інфільтраційної рідини і водою в якості інфільтраційної рідини, і є важливим етапом у виробництві RB SiC, причому параметри, включаючи морфологію пористої форми і температуру розплаву, вивчаються як ключові фактори, що впливають на нього.

Ці дослідження привели до розробки інноваційного процесу виготовлення RB SiC з високою пористістю і відмінною стабільністю розмірів, що дозволяє заощадити час і кошти порівняно з традиційними методами формування кераміки. Цей метод особливо вигідний при виробництві великих зносостійких компонентів для гірничодобувної та інших галузей промисловості.

Стійкість до теплових ударів

Реакційно зв'язаний карбід кремнію має чудову стійкість до термічних ударів, тобто може витримувати різкі коливання температури без деформації. Таким чином, він ідеально підходить для таких середовищ, як газові турбіни та ядерні реактори, які зазнають високих робочих температур.

RB SiC виробляється шляхом впорскування рідкого кремнію в пористу вуглецеву або графітову заготовку. Порівняно зі спеченим карбідом кремнію (SSiC), він має меншу твердість, але коштує дешевше; його проникність для газів і рідин також робить його більш повітропроникним, ніж його аналог SSiC; його зносостійкість і корозійна стійкість дозволяють йому витримувати екстремальні умови, такі як абразивний знос при ковзанні і високі робочі температури.

Пориста кераміка SiC, скріплена волокнами та реакційно зв'язана in situ, продемонструвала чудову утримуючу міцність при термічному ударі; обидва матеріали змогли зберегти понад 90% своєї початкової міцності на вигин навіть після швидкого охолодження.

Карбід кремнію (SiC) - одна з найтвердіших інженерних керамік, що зберігає свою твердість навіть за надзвичайно високих температур. Завдяки поєднанню міцності, жаро- і зносостійкості та невеликій вазі SiC є чудовим матеріалом для ущільнювальних поверхонь і високопродуктивних насосів, а також хімічній інертності, яка протистоїть корозії в суворих умовах експлуатації.

Стійкість до корозії

Реакційно зв'язаний карбід кремнію (RB SiC) - це винятковий керамічний матеріал, що має чудову механічну міцність і термічну стабільність. Крім того, його стійкість до корозії та окислення дозволяє виготовляти його різних форм і розмірів, що робить RB SiC безцінним компонентом у багатьох галузях промисловості, наприклад, в енергетиці. Цей матеріал широко застосовується як форсунки для денітрифікації/десульфурації на електростанціях, зносостійкі футеровки, що використовуються в гірничодобувній промисловості, та компоненти напівпровідникових печей.

RB SiC створюється шляхом інфільтрації пористої вуглецевої заготовки рідким кремнієм, а потім реакції з вуглецем для утворення додаткового кремнезему і швидкого скріплення зерен між собою під контролем температури. Ця реакція дозволяє отримати точні допуски, оскільки він не стискається під час інфільтрації - це означає, що можна виготовляти великі, точні розміри без втрати цілісності.

RB SiC має надзвичайну хімічну стійкість і може протистояти корозії, спричиненій більшістю кислот, лугів та окислювачів. Крім того, його інертність робить його чудовим вибором для використання в суворих умовах, а низький коефіцієнт теплового розширення гарантує, що він витримує швидкі зміни температури без виникнення термічного шоку.