Szinterezett szilíciumkarbid - egy szuper anyag, amely szinte bármit elbír

Tudsz olyan anyagot, amely majdnem olyan kemény, mint a gyémánt, úszik a vízben, elviseli a perzselő hőt, nevetve elhárítja a vegyi anyagokat, amelyek megpróbálják megenni, és megtartja az erejét, bármit is dobsz rá? Nos, szinterezett szilícium-karbid ez a hihetetlen anyag!

Ez az anyag olyan csodálatos tulajdonságokkal rendelkezik, hogy olyan környezeteket és körülményeket is képes kezelni, amelyek szinte bármi mást tönkretennének, amiből anyagot lehetne készíteni.

Nézzük meg, mitől olyan különleges a szinterezett szilíciumkarbid.

Mi az a szinterezett szilíciumkarbid?

Szinterezett szilícium-karbid, más néven szinterezett SiC vagy SSiC, úgy készül, hogy a szuperfinom SiC port összekeverik néhány speciális összetevővel, amelyek segítenek összetapadni, majd formába teszik és nagyon magas hőmérsékleten megfőzik. Ezáltal a por szilárddá olvad, de nem olvad meg teljesen. A szinterezett SiC vad tulajdonságait a ragasztóanyag és az extra fázisok hiánya adja.

Ez a kerámia keménység ami a gyémánt után a második. Van alacsony sűrűség - 40% körül az acélé és az alumíniuméhoz közel. Szinterezett SiC ellenáll a korrózió és oxidáció a szilíciumkarbidban lévő erős kötéseknek köszönhetően hihetetlenül jól működik. Ráadásul ragaszkodik a erő és merevség még nagyon magas hőmérsékleten is, amikor a legtöbb anyag péppé válik.

Miért olyan különleges a szinterezett SiC?

Nézzük meg a szinterezett SiC néhány észbontó tulajdonságát és mitől olyan hasznos ez a cucc:

Ez őrülten nehéz

Egy Knoop-keménység a 2800 GPa, a szinterezett szilíciumkarbid nagyjából jobban ellenáll a karcolásnak vagy bármilyen kopásnak, mint bármi más, kivéve a gyémántot. Ez azt jelenti, hogy sokkal tovább bírja, mint más anyagok olyan felhasználásoknál, ahol csúszik és részecskék ütik.

Diamond az egyetlen dolog, ami nehezebb. A SiC nevetséges keménysége a szilícium- és szénatomok közötti szuper erős kötésekből ered. Ezek a kötések erősen tartanak és nem akarnak elengedni!

Könnyű, mégis erős

Annak ellenére, hogy az erőssége a mércén felüli, a szinterezett SiC sűrűsége mindössze 3,15 g/ccm. Ez közel van az alumíniumhoz, így ez a cucc szép és könnyű!

Ez azt jelenti, hogy a fémek helyett szinterezett SiC-ből készült alkatrészek sokkal könnyebbek lehetnek. A forgó berendezések kisebb súly mellett gyorsabban foroghatnak. És ezt hallgassátok meg - a SiC valóban úszik a folyékony alumíniumban! Tehát kiválóan alkalmas olyan szivattyúalkatrészekhez, amelyeknek olvadt fémmel kell foglalkozniuk.

Ellenáll a korróziónak és az oxidációnak, mint egy bajnok

A fémeknek a korróziónak való ellenálláshoz védő oxidrétegre van szükségük. De a szinterezett SiC nincsenek kötőanyagok vagy extra fázisok, amelyeket megtámadhatnánk. Egyszerűen csak nevet a korróziótól nagyjából bármilyen környezetben, amit hozzávágsz.

A SiC még oxidáló levegőben is megőrzi szilárdságát, akár 1650°C-on is! Korrózió- és oxidációállóságát a rendkívül erős szilícium-szén kötéseknek köszönheti. Egyszerűen nem akarnak szétesni és oxidálódni, hacsak nem megyünk szuper magas hőmérséklet fölé.

Még őrült hőségben is erős marad

A kovalens kötések a SiC-ben még vad hőmérsékleten is merev és erős marad. A szinterezett SiC megőrzi teljes szilárdságát körülbelül 1750°C - Ez nagyon forró! A fémekkel ellentétben nem lesz gyenge vagy lankadt.

A magas modulus a SiC azt is jelenti, hogy nem deformálódik lassan vagy kúszik nagy terhelés alatt. Tehát bízhat benne, hogy magas hőmérsékleten is képes kezelni a hatalmas igénybevételeket. Tökéletes a kemencealkatrészekhez és a repülőgépiparban való felhasználáshoz!

Kezeli a termikus sokkot

Egy hővezető képesség a 125 W/mK, a SiC gyorsan adja át a hőenergiát, és képes kezelni a gyors hőmérséklet-ingadozásokat. Ez adja a szinterezett SiC nagy hőállóság más kerámiákhoz képest.

A hirtelen hőmérséklet-változások miatt a törékeny anyag megrepedhet az egyenetlen tágulás miatt. A SiC azonban nem reped meg, mert olyan jól vezeti a hőt. Gond nélkül alkalmazkodik a hőmérséklet-ingadozásokhoz.

Szinterezett SiC tulajdonságai szobahőmérsékleten

Íme a szinterezett SiC legfontosabb adatai szobahőmérsékleten (20°C):

• Sűrűség- 3,15 g/cc (könnyű!)
• Keménység- 2800 GPa (őrült kemény!)
• Szakadási modulus- 380 MPa
• Szakítószilárdság- 250 MPa
• Nyomószilárdság- 3900 MPa
• Rugalmassági modulus- 410 GPa
• Hőtágulás- 4 x 10^-6 in/in °C (alacsony tágulás)
• Hővezető képesség- 125 W/mK (jól vezeti a hőt)
• Poisson-szám- 0.16

Ennek a csodás anyagnak a felhasználása

A szinterezett szilíciumkarbid a tulajdonságok hihetetlen kombinációjával tökéletes választás olyan munkákhoz, ahol a kopás, a korrózió és az extrém hő gondot okoz:

• PecsételőfelületekA szivattyúk nagy sebességgel és nyomáson kezelik a koptató hatású iszapokat. A SiC tömítések bírják a strapát.
• Magas hőfokú kemencealkatrészekmint például csövek, tartók és termoelemfedelek. A SiC még a legforróbb kemencékben is erős.
• Kopásálló bélésekkoptató hatású érceket vagy porokat szállító csúszdákhoz és tölcsérekhez. A SiC nem kopik el!
• Gázturbina alkatrészekamelyeknek el kell viselniük az oxidációt, a korróziót és az őrült hőmérsékletet.
• Fúvókák égőkhözés kemencék. A SiC ellenáll a korróziónak és a hőnek.
• Kerámia páncélA SiC-ből készült páncél könnyebb, mint a fémpáncél, de még mindig megállítja a lövedékeket.
• 3D nyomtatott alkatrészekSiC-ben egyedi formák is lehetségesek.

A szinterezett szilíciumkarbid olyan, mint egy szuperanyag, amely nevet a büntető körülményeken. Olyan elképesztő tulajdonságokat egyesít, mint a gyémántszerű keménység és az alacsony sűrűség, amelyek miatt olyan helyzetekben is kitart, ahol más anyagok gyorsan tönkremennek. Ez teszi a szinterezett SiC-et rendkívül értékes kerámiává a kihívást jelentő alkalmazásokban.