Reactie gebonden siliciumcarbide

Fabrikanten zijn op zoek naar energiezuinigere motoren en willen kritische metalen vervangen. Deze motieven hebben de aanzet gegeven tot de ontwikkeling van verschillende keramische materialen en processen. Reactiegebonden siliciumcarbide is een type siliciumcarbide dat wordt geproduceerd door een chemische reactie tussen grafiet of poreuze koolstof en gesmolten silicium. Het materiaal heeft enkele sporen van silicium, daarom wordt het ook wel gesiliconiseerd siliciumcarbide genoemd. De uitstekende slijtvastheid en chemische weerstand maken het ideaal voor extreme omgevingen. Door de hoge hardheid en goede temperatuurbestendigheid is siliciumcarbide keramiek geschikt voor verschillende soorten toepassingen zoals slijtdelen en druklagers.
In deze gids behandelen we verschillende aspecten van reactiegebonden siliciumcarbide, zoals hun belangrijkste eigenschappen en toepassingen. Verder zullen we verschillende soorten reactiegebonden siliciumcarbide behandelen. Laten we beginnen...

Verwerking van reactiegebonden siliciumcarbide
Reactiegebonden siliciumcarbide wordt geproduceerd door de mengsels van siliciumcarbide en koolstof met vloeibaar silicium. Siliciumcarbide wordt verkregen na de reactie tussen silicium en koolstof. De overgebleven poriën na de reactie worden opgevuld door het silicium. Hierdoor krijg je een dicht SiC-Si composiet.
De verdeling van de deeltjesgrootte en de verhouding tussen SIC en koolstof variëren sterk tussen verschillende fabrikanten. Daarom wordt het materiaal gemaakt met een uitgebreide reeks eigenschappen en samenstellingen. Aan het ene uiterste kun je bijvoorbeeld koolstofvezel of -doek infiltreren met vloeibaar silicium. Aan het andere uiterste kun je echter ondoordringbaar silicium maken met een kleine hoeveelheid koolstof.
Daarnaast produceerden veel fabrikanten reactiegebonden siliciumcarbide met formuleringen die een organische weekmaker, siliciumcarbide deeltjes en koolstof bevatten. Het mengsel wordt gevormd door persen, extruderen of spuitgieten. Bovendien hebben fabrikanten een goede controle over de tolerantie van de componenten omdat het reactieproces minder dan 1% dimensionale verandering biedt.

Wat zijn verschillende soorten reactiegebonden siliciumcarbide?
Er zijn twee primaire soorten reactiegebonden siliciumcarbide:
1. Monolithisch of vast reactiegebonden siliciumcarbide
Bij dit type siliciumcarbide infiltreert het silicium in het integrale absorptievermogen van de matrix. Het resultaat is een ondoordringbare samenstelling. Het vrije silicium creëert ook een oppervlaktestructuur die de wrijving vermindert voor een langere levensduur van de onderdelen.
Monolithisch reactiegebonden siliciumcarbide is een goede kandidaat voor tribologische componenten. Het wordt gebruikt in vloeistoffen die enigszins bijtend of zuur zijn, zoals schuurmiddelen, brandstoffen, lichte koolwaterstoffen, enz. Het biedt de hoogste PV-capaciteit wanneer het wordt gecombineerd met verschillende mechanische koolstofmaterialen.
2. Reactie gebonden siliciumcarbide met grafiet (CMC)
Het is een ondoordringbaar materiaal met een unieke oppervlaktestructuur. De mooie textuur is te danken aan de aanwezigheid van grafiet en silicium. Dit type siliciumcarbide keramiek heeft ook een uitstekende thermische geleidbaarheid en een lagere thermische uitzettingscoëfficiënt. Deze eigenschappen maken het geschikt voor toepassingen die gevoelig zijn voor verschillende wrijvingskrachten, impact, erosie, slijtage, hoge temperaturen en thermische schokken.

Verschillende eigenschappen van siliciumcarbide
De materiaalkwaliteit bepaalt de eigenschappen van de verschillende componenten van siliciumcarbide. Het materiaal vertoont bijvoorbeeld een uitstekende buigsterkte bij kamertemperatuur in het geval van een volledig dicht SIC-SI-composiet. En het behoudt deze eigenschap tot het smeltpunt van silicium, dat 1410o C bedraagt. De elasticiteitsmodulus varieert van 350 tot 400 GPa.
Hieronder staan enkele belangrijke eigenschappen van Siliciumcarbide:
Siliciumcarbide is uitstekend bestand tegen een groot aantal zuren en alkaliën.
Het is goed bestand tegen slijtage en oxidatie.
Het materiaal is goed bestand tegen schuren.
Door zijn hoge thermische geleidbaarheid en lage thermische uitzettingscoëfficiënt heeft het een uitstekende weerstand tegen thermische schokken.
Het behoudt zijn sterkte bij zeer hoge temperaturen.
Siliciumcarbide heeft een goede dimensionale controle over complexe vormen.

Verschillende toepassingen van reactiegebonden siliciumcarbide
1. Slijtagedelen en druklagers
sisic wordt geleverd met een uitstekende slijtage- en corrosiebestendigheid, hoge hardheid en sterkte bij hoge temperaturen. Deze eigenschappen maken het ideaal voor verschillende slijtageonderdelen zoals platen, schroeven en waaiers. Verder kun je het ook gebruiken in druklagers die zeer nuttig zijn om extreem hoge belastingen te dragen in zeer vervuilde vloeistoffen.
Dankzij de belangrijkste eigenschappen kunnen fabrikanten compacte lagers produceren die kunnen werken in een temperatuurbereik van -200o C tot 400o C.
2. Ovenmeubilair en ondersteunende componenten
Dankzij de weerstand tegen oxidatie, thermische schokken en hoge temperaturen kunnen bedrijven steunen voor ovens met een lage massa maken. Verschillende ovenproducten omvatten palen, brandermondstukken, dunwandige balken, setters en rollen.
Deze producten helpen energie te besparen en zorgen voor een snellere productdoorvoer door de thermische massa van de ovenwagens te verlagen. Een oven op basis van RBSC zou echter bijna vier keer zo duur zijn als een cordierietoven.
3. Precisiecomponenten
Je merkt een verwaarloosbaar kleine volumeverandering na reactie met vloeibaar silicium. Deze eigenschap geeft je een uitstekende dimensionale controle over complexe vormen. Je kunt bijvoorbeeld laserspiegelplaatjes, optische banken en waferbehandelingsapparaten maken. Deze onderdelen zijn stijf en licht en hebben een uitstekende thermische stabiliteit.

sisic wordt veel gebruikt in pompschoepen en mechanische afdichtingen vanwege de hoge slijtvastheid. De materiaaleigenschappen zijn afhankelijk van het gehalte vrij grafiet in het product. Reactiegebonden siliciumcarbide wordt gebruikt als materiaal voor de neus van afdichtingen dat perfect werkt in vijandige bedrijfsomgevingen.
Reactiegebonden siliciumcarbide is een materiaal met ongeveer 7 tot 15% siliciummetaal, een kleine hoeveelheid niet-gereageerde koolstof en siliciumcarbide. Deze materialen worden geproduceerd met verschillende processen, afhankelijk van de behoefte van het eindproduct. Als je bijvoorbeeld slijtageonderdelen wilt maken, zal het productieproces van SiC-Si anders zijn dan het proces dat je gebruikt voor de productie van precisiecomponenten. Reactiegebonden siliciumcarbide is ideaal voor slijtagetoepassingen zoals stroomregelsmoorspoelen, pijpleidingen en grotere slijtageonderdelen. Dankzij de uitstekende eigenschappen is dit een economisch en betrouwbaar materiaal voor veel toepassingen.