Reakcióhoz kötött szilícium-karbid

A gyártók energiatakarékosabb motorokat keresnek, és a kritikus fémeket szeretnék kicserélni. Ezek a motívumok indították el a különböző kerámiaanyagok és -eljárások fejlesztését. A reakciókötésű szilíciumkarbid e kutatások eredménye.A reakciókötésű szilíciumkarbid a szilíciumkarbid egy olyan típusa, amelyet grafit vagy porózus szén és olvasztott szilícium közötti kémiai reakcióval állítanak elő. Az anyag nyomokban szilíciumot tartalmaz, ezért szilikonizált szilíciumkarbidnak is nevezik. kiváló kopás- és vegyszerállósági tulajdonságai miatt ideális szélsőséges környezetekben. Nagy keménysége és jó hőmérséklet-ellenállósága miatt a szilíciumkarbid kerámia alkalmas különböző típusú alkalmazásokhoz, például kopó alkatrészekhez és tolócsapágyakhoz.
Ebben az útmutatóban a reakciókötésű szilíciumkarbidok különböző aspektusait, például kulcsfontosságú tulajdonságait és alkalmazásait mutatjuk be. Továbbá a reakciókötésű szilíciumkarbidok különböző típusait is tárgyaljuk. Kezdjük el...

Reakciókötésű szilíciumkarbid feldolgozása
A reakciókötésű szilíciumkarbidot a szilíciumkarbid és a szén folyékony szilíciummal való elegyítésével állítják elő. A szilíciumkarbidot a szilícium és a szén reakciója után nyerik. A reakció után megmaradó pórusokat a szilícium tölti ki. Ennek eredményeképpen egy dens SiC-Si kompozitot kapunk.
A szemcseméret-eloszlás, valamint a SIC és a szén közötti arány a különböző gyártóknál nagymértékben eltér. Ezért az anyagot a tulajdonságok és összetételek széles skálájával gyártják. Az egyik végletben például folyékony szilíciummal infiltrálható szénszál vagy szövet. A másik végletben azonban kis mennyiségű szénnel is készíthetünk áthatolhatatlan szilíciumot.
Ezen túlmenően számos gyártó gyártott reakciókötésű szilíciumkarbidot olyan készítményekkel, amelyek szerves lágyítót, szilíciumkarbid részecskéket és szenet tartalmaznak. A keveréket préseléssel, extrudálással vagy fröccsöntéssel alakítják ki. Ráadásul a gyártók jól tudják ellenőrizni az alkatrészek tűréshatárát, mivel a reakciókötési eljárás kevesebb mint 1% méretváltozást kínál.

Melyek a reakciókötésű szilíciumkarbid különböző típusai?
A reakciókötésű szilíciumkarbidnak két elsődleges típusa van:
1. Monolitikus vagy szilárd reakciókötésű szilíciumkarbid
Az ilyen típusú szilíciumkarbidban a szilícium beszivárog a mátrix szerves nedvszívó képességébe. Ennek eredményeképpen egy áthatolhatatlan összetételt kap. A szabad szilícium olyan felületi textúrát is létrehoz, amely csökkenti a súrlódást az alkatrész hosszabb élettartama érdekében.
A monolitikus reakciókötésű szilíciumkarbid jó jelölt a tribológiai alkatrészek számára. Olyan folyadékokban használják, amelyek kissé maró vagy savas kémhatásúak, beleértve a csiszolóanyagokat, üzemanyagokat, könnyű szénhidrogéneket stb. A legmagasabb PV-képességet kínálja különböző mechanikai szénanyagokkal párosítva.
2. Reakcióval kötött szilíciumkarbid grafittal (CMC)
Ez egy vízhatlan anyag, amely egyedi felületi textúrával rendelkezik. Gyönyörű textúráját a grafit és a szilícium meglétének köszönheti. Ez a fajta szilíciumkarbid kerámia kiváló hővezető képességgel és alacsonyabb hőtágulási fokkal is rendelkezik. Ezek a képességek alkalmassá teszik a különböző súrlódási, ütődési, eróziós, kopási, kopási, magas hőmérsékleti és hőhatásokra érzékeny alkalmazásokhoz.

A szilícium-karbid különböző tulajdonságai
Az anyagminőség meghatározza a szilíciumkarbid különböző összetevőinek tulajdonságait. Például az anyag szobahőmérsékleten kiváló hajlítószilárdságot mutat a teljesen sűrű SIC-SI kompozit esetében. Ezt a tulajdonságát a szilícium 1410o C-os olvadáspontjáig megőrzi. A Young-modul 350 és 400 GPa között mozog.
Az alábbiakban a szilíciumkarbid néhány kulcsfontosságú tulajdonságát ismertetjük:
A szilíciumkarbid kiválóan ellenáll a savak és lúgok széles skálájának.
Jól ellenáll a kopásnak és az oxidációnak.
Az anyag jól ellenáll a kopásnak.
Nagy hővezető képessége és alacsony hőtágulási együtthatója miatt kiváló hősokkállósággal rendelkezik.
Nagyon magas hőmérsékleten is megőrzi szilárdságát.
A szilíciumkarbid jó méretvezérléssel rendelkezik az összetett formák esetében.

A reakciókötésű szilíciumkarbid különböző alkalmazásai
1. Kopó alkatrészek és tolócsapágyak
sisic kiváló kopás- és korrózióállósággal, nagy keménységgel és magas hőmérsékleti szilárdsággal rendelkezik. Ezek a képességek ideálisak különböző kopó alkatrészekhez, például lemezekhez, csavarokhoz és járókerékhez. Továbbá tolócsapágyakban is használhatja, amelyek nagyon hasznosak lesznek rendkívül nagy terhelések viseléséhez nagyon szennyezett folyadékokban.
A legfontosabb tulajdonságainak köszönhetően a gyártók kompakt csapágyakat gyárthatnak, amelyek -200o C és 400o C közötti hőmérséklet-tartományban működhetnek.
2. Kemencebútorok és tartóelemek
Az oxidációval szembeni ellenállás, a hősokkállóság és a magas hőmérséklettel szembeni ellenállás tulajdonságai lehetővé teszik a vállalatok számára, hogy kis tömegű kemencetartókat gyártsanak. A különböző kemencetermékek közé tartoznak az oszlopok, égőfúvókák, vékonyfalú gerendák, állítók és tekercsek.
Ezek a termékek segítenek az energiamegtakarításban, és a kemencekocsik hőtömegének csökkentésével gyorsabb termékátadásra adnak lehetőséget. Az RBSC-alapú kemence azonban majdnem négyszer drágább lenne a kordierithez képest.
3. Precíziós alkatrészek
A folyékony szilíciummal való reakció után elhanyagolhatóan kis térfogatváltozást fog észrevenni. Ez a tulajdonsága kiváló méretvezérlést biztosít az összetett alakzatoknál. Így például lézertükör-nyersanyagokat, optikai padokat és ostyakezelő eszközöket gyárthat. Ezek az alkatrészek merevek és könnyűek, valamint kiváló hőstabilitással rendelkeznek.

A szisicot nagy kopásállósága miatt széles körben használják szivattyúszárnyakban és mechanikus tömítésekben. Az anyag tulajdonságai a termék szabad grafitszintjétől függnek. A reakciókötésű szilíciumkarbidot tömítés orrának anyagaként használják, amely tökéletesen működik ellenséges működési környezetben.
A reakciókötésű szilíciumkarbid olyan anyag, amely körülbelül 7-15% szilíciumfém, kis mennyiségű nem reagált szén és szilíciumkarbid. Ezeket az anyagokat a végtermék igényétől függően különböző eljárásokkal állítják elő. Ha például kopó alkatrészeket szeretne gyártani, a SiC-Si gyártási folyamatai különböznek a precíziós alkatrészek gyártásához használt eljárástól. a reakciókötésű szilíciumkarbid ideális kopási alkalmazásokhoz, például áramlásszabályozó fojtókhoz, csővezetékekhez és nagyobb kopó alkatrészekhez. Ez egy gazdaságos és megbízható anyag rengeteg alkalmazáshoz a kiváló tulajdonságai miatt.