Reakcijski vezani silicij-karbid

Proizvođači traže energetski učinkovitije motore i žele zamijeniti ključne metale. Ti su motivi potaknuli razvoj različitih keramičkih materijala i procesa. Reaction bonded silicijev karbid rezultat je tih istraživanja. Reaction bonded silicijev karbid je vrsta silicijevog karbida koja se proizvodi kemijskom reakcijom između grafita ili poroznog ugljika i rastopljenog silicija. Materijal sadrži neke tragove silicija, zbog čega se također naziva siliciranim karbidom silicija. Njegove izvrsne osobine otpornosti na habanje i hemijsku otpornost čine ga idealnim za ekstremna okruženja. Zbog visoke tvrdoće i dobre otpornosti na visoke temperature, keramika od karbida silicija pogodna je za različite primjene, kao što su dijelovi podložni habanju i potisna ležanja.
U ovom vodiču obradit ćemo različite aspekte silicij-karbida vezanih reakcijom, kao što su njihova ključna svojstva i primjene. Nadalje, obradit ćemo različite vrste silicij-karbida vezanih reakcijom. Krenimo…

Obrada silicij-karbida vezanog reakcijom
Reakcijski vezani silicij-karbid proizvodi se miješanjem silicij-karbida i ugljika s tekućim silicijem. Silicij-karbid se dobiva nakon reakcije između silicija i ugljika. Preostale pore nakon reakcije ispunjava silicij. Kao rezultat dobija se gusti SiC-Si kompozit.
Raspodjela veličine čestica i omjer između SIC-a i ugljika znatno variraju među različitim proizvođačima. Stoga se materijal proizvodi u širokom rasponu svojstava i sastava. Na jednom kraju, možete infiltrirati stakloplastiku ili tkaninu tečnim silicijem. Na drugom kraju, možete dobiti nepropusni silicij s malom količinom ugljika.
Osim toga, mnogi proizvođači proizvode reakcijski vezani silicij-karbid s formulacijama koje sadrže organski plastičar, čestice silicij-karbida i ugljik. Mješavina se oblikuje prešanjem, ekstruzijom ili brizganjem. Osim toga, proizvođači imaju dobru kontrolu tolerancije komponenti jer proces reakcije uzrokuje promjenu dimenzija manju od 1%.

Koje su različite vrste silicij-karbida vezanog reakcijom?
Postoje dvije glavne vrste reaktivno vezanog silicij-karbida, i to:
1. Monolitni ili čvrsto vezani karbid silicija
U ovoj vrsti silicij-karbida silicij prodire u integriranu upijajuću strukturu matrice. Kao rezultat, dobit ćete nepropusnu kompoziciju. Slobodni silicij također stvara površinsku teksturu koja će smanjiti trenje i produžiti vijek trajanja komponente.
Monolitni silicij-karbid nastalog reakcijskim vezivanjem dobar je kandidat za tribološke komponente. Koristi se u tekućinama koje su donekle kaustične ili kisele, uključujući abrazivne materijale, goriva, lagane ugljikovodike itd. Pruža najveću PV-sposobnost kada se kombinuje s različitim mehanički obrađenim karbonskim materijalima.
2. Reakcijski vezani silicij-karbid s grafitom (CMC)
To je nepropusni materijal koji ima jedinstvenu površinsku teksturu. Njegova prekrasna tekstura posljedica je prisustva grafita i silicija. Ova vrsta keramike od silicij-karbida također ima izvrsnu toplotnu provodljivost i manji stepen toplotnog širenja. Ove sposobnosti čine je pogodnom za primjene podložne različitim silama trenja, udarima, eroziji, abraziji, visokim temperaturama i toplotnom šoku.

Različita svojstva silicij-karbida
Razred materijala određuje svojstva različitih komponenti karbida silicija. Na primjer, materijal pokazuje izvrsnu čvrstoću savijanja na sobnoj temperaturi u slučaju potpuno guste SIC-SI kompozite. I zadržava ovo svojstvo do tačke topljenja silicija, koja iznosi 1410 °C. Njegov Mojin modul se kreće od 350 do 400 GPa.
U nastavku su neka od ključnih svojstava karbida silicija:
Silikon-karbid ima izvrsnu sposobnost otpora širokom spektru kiselina i baza.
Ima dobru otpornost na habanje i oksidaciju.
Materijal ima dobru otpornost na habanje.
Zbog svoje visoke toplotne provodljivosti i niskog koeficijenta toplotnog širenja, ima izvrsnu otpornost na toplotni šok.
Ona zadržava svoju čvrstoću na vrlo visokim temperaturama.
Silikon karbid ima dobru dimenzionalnu kontrolu složenih oblika.

Različite primjene silicij-karbida vezanog reakcijom
1. Trošni dijelovi i potisna ležajeva
sisic ima izvrsnu otpornost na habanje i koroziju, visoku tvrdoću i čvrstoću pri visokim temperaturama. Ove osobine ga čine idealnim za različite komponente podložne habanju, kao što su ploče, vijci i radilice. Nadalje, može se koristiti i u potisnim ležajevima, što je vrlo korisno za nošenje izuzetno visokih opterećenja u vrlo kontaminiranim tekućinama.
Zbog svojih ključnih svojstava, proizvođači mogu proizvoditi kompaktne ležajeve koji mogu raditi u temperaturnom rasponu od -200 °C do 400 °C.
2. Oprema za pećnice i potporne komponente
Otpornost na oksidaciju, otpornost na toplotni šok i otpornost na visoke temperature omogućavaju kompanijama proizvodnju nosača peći male mase. Različiti proizvodi peći uključuju stupove, mlaznice gorionika, tanke grede, postavljače i valjke.
Ovi proizvodi pomažu u uštedi energije i omogućavaju brži protok proizvoda smanjenjem toplinske mase vagoneta peći. Međutim, peć zasnovana na RBSC-u bila bi gotovo četiri puta skuplja u poređenju s kordieritom.
3. Precizni komponente
Primijetit ćete zanemarivo malu promjenu zapremine nakon reakcije sa tečnim silicijem. Ova svojstva vam omogućavaju izvrsnu dimenzionalnu kontrolu složenih oblika. Na primjer, možete proizvoditi poluproizvode za laserske zrcalne površine, optičke klupe i uređaje za rukovanje pločicama. Ove komponente su krute i lagane te imaju izvrsnu toplinsku stabilnost.

sisic se široko koristi u lopetama pumpi i mehaničkim brtvama zbog svoje visoke otpornosti na habanje. Svojstva materijala ovise o udjelu slobodnog grafita u proizvodu. Reaction bonded silicij-karbid se koristi kao materijal za nos brtve koji savršeno funkcionira u agresivnim radnim okruženjima.
Reaction bonded silicij-karbid je materijal koji sadrži oko 7 do 15% silicijskog metala, malu količinu nereagovanog ugljika i silicij-karbid. Ovi materijali se proizvode korištenjem različitih procesa ovisno o potrebama krajnjeg proizvoda. Na primjer, ako želite proizvoditi dijelove otporne na habanje, procesi proizvodnje SiC-Si bit će drugačiji od procesa koji ste koristili za proizvodnju preciznih komponenti. Reakcijski vezani silicij-karbid je idealan za primjene u uvjetima habanja, poput regulacijskih ventila za protok, obloga cijevi i većih komponenti otpornih na habanje. Ovo je ekonomičan i pouzdan materijal za brojne primjene zbog svojih izvrsnih svojstava.