Reaktiosidottu piikarbidi

Valmistajat etsivät energiatehokkaampia moottoreita ja haluavat korvata kriittiset metallit. Nämä motiivit ovat saaneet aikaan erilaisten keraamisten materiaalien ja prosessien kehittämisen. Reaktiosidottu piikarbidi on näiden tutkimusten tulos.Reaktiosidottu piikarbidi on eräänlainen piikarbidityyppi, joka valmistetaan kemiallisessa reaktiossa grafiitin tai huokoisen hiilen ja sulan piin välillä. Materiaalissa on jonkin verran piitä, minkä vuoksi sitä kutsutaan myös piipitoiseksi piikarbidiksi.Sen erinomaiset kulutusta ja kemikaaleja kestävät ominaisuudet tekevät siitä ihanteellisen äärimmäisiin ympäristöihin. Suuren kovuutensa ja hyvän lämpötilankestävyytensä ansiosta piikarbidikeramiikka soveltuu erityyppisiin sovelluksiin, kuten kulutusosiin ja työntölaakereihin.
Tässä oppaassa käsittelemme reaktiosidonnaisten piikarbidien eri näkökohtia, kuten niiden keskeisiä ominaisuuksia ja sovelluksia. Lisäksi käsittelemme erilaisia reaktiosidotun piikarbidin tyyppejä. Aloitetaan...

Reaktiosidotun piikarbidin jalostaminen
Reaktiosidonnaista piikarbidia valmistetaan piikarbidin ja hiilen seoksista nestemäisen piin kanssa. Piikarbidia saadaan piin ja hiilen välisen reaktion jälkeen. Reaktion jälkeen jäljelle jäävät huokoset täytetään piillä. Tuloksena saadaan tiheä SiC-Si-komposiitti.
Hiukkaskokojakauma ja SIC:n ja hiilen välinen suhde vaihtelevat suuresti eri valmistajien välillä. Siksi materiaalia valmistetaan laajalla valikoimalla erilaisia ominaisuuksia ja koostumuksia. Yhdessä ääripäässä voidaan esimerkiksi infiltroida hiilikuitua tai -kangasta nestemäisellä piillä. Toisessa ääripäässä voidaan kuitenkin tehdä läpäisemätöntä piitä pienellä määrällä hiiltä.
Tämän lisäksi monet valmistajat valmistivat reaktiosidottua piikarbidia koostumuksilla, jotka sisälsivät orgaanista pehmitintä, piikarbidihiukkasia ja hiiltä. Seos muodostetaan puristamalla, suulakepuristamalla tai ruiskuvalamalla. Lisäksi valmistajilla on hyvä kontrolli komponenttien toleranssin suhteen, koska reaktioprosessi tarjoaa alle 1%:n mittamuutoksen.

Mitkä ovat erityyppiset reaktiosidotut piikarbidit?
Reaktiosidottua piikarbidia on kahta päätyyppiä seuraavasti:
1. Monoliittinen tai kiinteä reaktiosidottu piikarbidi
Tämäntyyppisessä piikarbidissa pii tunkeutuu matriisin kokonaisvaltaiseen imukykyyn. Tämän seurauksena saat läpäisemättömän koostumuksen. Vapaa pii luo myös pintarakenteen, joka vähentää kitkaa ja pidentää komponentin käyttöikää.
Monoliittinen reaktiosidottu piikarbidi on hyvä ehdokas tribologisten komponenttien valmistukseen. Sitä käytetään nesteissä, jotka ovat jonkin verran syövyttäviä tai happamia, kuten hankausaineissa, polttoaineissa, kevyissä hiilivedyissä jne. Se tarjoaa parhaan PV-kyvyn, kun se yhdistetään erilaisiin mekaanisiin hiilimateriaaleihin.
2. Reaktiosidottu piikarbidi grafiitin kanssa (CMC)
Se on läpäisemätön materiaali, jolla on ainutlaatuinen pintarakenne. Sen kaunis rakenne johtuu grafiitin ja piin esiintymisestä. Tämäntyyppisellä piikarbidikeramiikalla on myös erinomainen lämmönjohtavuus ja pienempi lämpölaajenemisaste. Näiden kykyjen ansiosta se soveltuu sovelluksiin, jotka ovat alttiita erilaisille kitkavoimille, iskuille, eroosiolle, hankaukselle, korkeille lämpötiloille ja lämpöshokeille.

Piikarbidin eri ominaisuudet
Materiaaliluokka määrittelee piikarbidin eri komponenttien ominaisuudet. Esimerkiksi täysin tiiviin SIC-SI-komposiitin tapauksessa materiaalilla on erinomainen taivutuslujuus huoneenlämmössä. Se säilyttää tämän ominaisuutensa piin sulamispisteeseen asti, joka on 1410o C. Sen Youngin moduuli vaihtelee 350-400 GPa:n välillä.
Alla on lueteltu joitakin piikarbidin keskeisiä ominaisuuksia:
Piikarbidi kestää erinomaisesti monenlaisia happoja ja emäksiä.
Se kestää hyvin kulutusta ja hapettumista.
Materiaali kestää hyvin kulutusta.
Korkean lämmönjohtavuutensa ja alhaisen lämpölaajenemiskertoimensa ansiosta se kestää erinomaisesti lämpöshokkeja.
Se säilyttää lujuutensa erittäin korkeissa lämpötiloissa.
Piikarbidilla on hyvä mittasuhteiden hallinta monimutkaisissa muodoissa.

Reaktiosidotun piikarbidin eri sovellukset
1. Kuluvat osat ja työntölaakerit
sisicillä on erinomainen kulumis- ja korroosionkestävyys, suuri kovuus ja korkean lämpötilan lujuus. Näiden ominaisuuksien ansiosta se on ihanteellinen erilaisiin kulumiskomponentteihin, kuten levyihin, ruuveihin ja juoksupyöriin. Lisäksi sitä voidaan käyttää myös työntölaakereissa, jotka ovat erittäin hyödyllisiä erittäin suurten kuormien kuljettamisessa erittäin saastuneissa nesteissä.
Sen keskeisten ominaisuuksien ansiosta valmistajat voivat valmistaa kompakteja laakereita, jotka voivat toimia lämpötila-alueella -200o C - 400o C.
2. Uunin kalusteet ja tukikomponentit
Hapettumiskestävyyden, lämpöshokkien kestävyyden ja korkean lämpötilan kestävyyden ansiosta yritykset voivat valmistaa pienen massan uunituet. Erilaisiin uunituotteisiin kuuluvat pylväät, polttimen suuttimet, ohutseinäiset palkit, setterit ja rullat.
Nämä tuotteet auttavat energiansäästössä ja nopeuttavat tuotteiden läpimenoa alentamalla uunivaunujen lämpömassaa. RBSC-pohjainen uuni olisi kuitenkin lähes neljä kertaa kalliimpi kuin kordieriitti.
3. Tarkkuuskomponentit
Huomaat häviävän pienen tilavuuden muutoksen, kun reagoit nestemäisen piin kanssa. Tämän ominaisuuden ansiosta monimutkaisten muotojen mittasuhteet ovat erinomaiset. Voit esimerkiksi valmistaa laserpeilin aihioita, optisia penkkejä ja kiekkojen käsittelylaitteita. Nämä komponentit ovat jäykkiä ja kevyitä, ja niillä on erinomainen lämmönkestävyys.

sisiciä käytetään laajalti pumppujen siivekkeissä ja mekaanisissa tiivisteissä sen korkean kulutuskestävyyden vuoksi. Materiaalin ominaisuudet riippuvat tuotteen vapaan grafiitin määrästä. Reaktiosidottua piikarbidia käytetään tiivisteen nokan materiaalina, joka toimii täydellisesti vihamielisissä käyttöympäristöissä.
Reaktiosidottu piikarbidi on materiaali, jossa on noin 7-15% piimetallia, pieni määrä reagoimatonta hiiltä ja piikarbidia. Näitä materiaaleja valmistetaan erilaisilla prosesseilla lopputuotteen tarpeesta riippuen. Jos esimerkiksi haluat valmistaa kulumisosia, SiC-Si:n valmistusprosessit ovat erilaiset kuin tarkkuuskomponenttien valmistuksessa käytetty prosessi.Reaktiosidottu piikarbidi sopii erinomaisesti kulumissovelluksiin, kuten virtauksensäätökuristimiin, putkiputkiin ja suurempiin kulumiskomponentteihin. Tämä on taloudellinen ja luotettava materiaali lukuisiin sovelluksiin sen erinomaisten ominaisuuksien ansiosta.