Wiązany reakcyjnie węglik krzemu

Producenci poszukują bardziej energooszczędnych silników i chcą zastąpić krytyczne metale. Motywy te zainicjowały rozwój różnych materiałów i procesów ceramicznych. Wiązany reakcyjnie węglik krzemu to rodzaj węglika krzemu, który powstaje w wyniku reakcji chemicznej grafitu lub porowatego węgla ze stopionym krzemem. Materiał ten ma pewne ślady krzemu, dlatego jest również określany jako silikonowany węglik krzemu. Jego doskonała odporność na zużycie i odporność chemiczna sprawiają, że idealnie nadaje się do ekstremalnych warunków. Ze względu na wysoką twardość i dobrą odporność na temperaturę, ceramika z węglika krzemu nadaje się do różnych zastosowań, takich jak części zużywające się i łożyska oporowe.
W tym przewodniku omówimy różne aspekty węglików krzemu wiązanych reakcyjnie, takie jak ich kluczowe właściwości i zastosowania. Ponadto omówimy różne rodzaje węglika krzemu wiązanego reakcyjnie. Zacznijmy...

Przetwarzanie związanego reakcyjnie węglika krzemu
Wiązany reakcyjnie węglik krzemu jest wytwarzany przez mieszaniny węglika krzemu i węgla z ciekłym krzemem. Węglik krzemu otrzymuje się po reakcji krzemu i węgla. Pozostałe po reakcji pory są wypełniane przez krzem. W rezultacie uzyskuje się gęsty kompozyt SiC-Si.
Rozkład wielkości cząstek i stosunek między SIC a węglem różnią się znacznie w zależności od producenta. Dlatego też materiał ten jest produkowany z szerokim zakresem właściwości i kompozycji. Na przykład, z jednej strony można infiltrować włókno węglowe lub tkaninę ciekłym krzemem. Z drugiej jednak strony, można uzyskać nieprzepuszczalny krzem z niewielką ilością węgla.
Oprócz tego wielu producentów wytwarza węglik krzemu związany reakcyjnie z preparatami zawierającymi organiczny plastyfikator, cząstki węglika krzemu i węgiel. Mieszanina jest formowana przez prasowanie, wytłaczanie lub formowanie wtryskowe. Ponadto producenci mają dobrą kontrolę nad tolerancją komponentów, ponieważ proces reakcji zapewnia mniej niż 1% zmiany wymiarów.

Jakie są rodzaje węglika krzemu wiązanego reakcyjnie?
Istnieją dwa podstawowe rodzaje węglika krzemu wiązanego reakcyjnie:
1. Monolityczny lub stały węglik krzemu wiązany reakcyjnie
W tym typie węglika krzemu, krzem infiltruje integralną chłonność matrycy. W rezultacie uzyskuje się nieprzepuszczalną kompozycję. Wolny krzem tworzy również teksturę powierzchni, która zmniejsza tarcie, wydłużając żywotność komponentów.
Monolityczny węglik krzemu wiązany reakcyjnie jest dobrym kandydatem na komponenty trybologiczne. Jest stosowany w płynach, które są nieco żrące lub kwaśne, w tym w ścierniwach, paliwach, lekkich węglowodorach itp. Oferuje najwyższą zdolność PV w połączeniu z różnymi mechanicznymi materiałami węglowymi.
2. Reakcja wiązania węglika krzemu z grafitem (CMC)
Jest to nieprzepuszczalny materiał o unikalnej fakturze powierzchni. Jego piękna tekstura wynika z obecności grafitu i krzemu. Ten rodzaj ceramiki z węglika krzemu ma również doskonałą przewodność cieplną i niższy stopień rozszerzalności cieplnej. Zdolności te sprawiają, że nadaje się do zastosowań podatnych na różne siły tarcia, uderzenia, erozję, ścieranie, wysokie temperatury i szok termiczny.

Różne właściwości węglika krzemu
Gatunek materiału określa właściwości różnych składników węglika krzemu. Na przykład, materiał wykazuje doskonałą wytrzymałość na zginanie w temperaturze pokojowej w przypadku w pełni gęstego kompozytu SIC-SI. I utrzymuje tę właściwość do temperatury topnienia krzemu, która wynosi 1410o C. Jego moduł Younga waha się od 350 do 400 GPa.
Poniżej znajduje się kilka kluczowych właściwości węglika krzemu:
Węglik krzemu ma doskonałą odporność na szeroki zakres kwasów i zasad.
Charakteryzuje się dobrą odpornością na zużycie i utlenianie.
Materiał ma dobrą odporność na ścieranie.
Ze względu na wysoką przewodność cieplną i niski współczynnik rozszerzalności cieplnej, ma doskonałą odporność na szok termiczny.
Zachowuje swoją wytrzymałość w bardzo wysokich temperaturach.
Węglik krzemu zapewnia dobrą kontrolę wymiarową złożonych kształtów.

Różne zastosowania węglika krzemu wiązanego reakcyjnie
1. Części zużywające się i łożyska oporowe
sisic charakteryzuje się doskonałą odpornością na zużycie i korozję, wysoką twardością i wytrzymałością na wysokie temperatury. Zdolności te sprawiają, że idealnie nadaje się do różnych elementów zużywających się, takich jak płyty, śruby i wirniki. Co więcej, można go również stosować w łożyskach oporowych, które będą bardzo pomocne w przenoszeniu bardzo dużych obciążeń w bardzo zanieczyszczonych cieczach.
Dzięki jego kluczowym właściwościom, producenci mogą produkować kompaktowe łożyska, które mogą pracować w zakresie temperatur od -200o C do 400o C.
2. Meble do pieców i elementy pomocnicze
Odporność na utlenianie, odporność na szok termiczny i odporność na wysokie temperatury pozwalają firmom produkować podpory pieców o niskiej masie. Różne produkty do pieców obejmują słupki, dysze palników, cienkościenne belki, nastawniki i rolki.
Produkty te pomagają w oszczędzaniu energii i oferują możliwość szybszego przetwarzania produktów poprzez obniżenie masy termicznej wózków piecowych. Jednak piec oparty na RBSC byłby prawie czterokrotnie droższy w porównaniu z kordierytem.
3. Precyzyjne komponenty
Po reakcji z ciekłym krzemem można zauważyć pomijalnie małą zmianę objętości. Ta właściwość zapewnia doskonałą kontrolę wymiarów złożonych kształtów. Na przykład, można produkować półfabrykaty luster laserowych, ławki optyczne i urządzenia do obsługi płytek. Komponenty te są sztywne i lekkie oraz charakteryzują się doskonałą stabilnością termiczną.

sisic jest szeroko stosowany w łopatkach pomp i uszczelnieniach mechanicznych ze względu na wysoką odporność na ścieranie. Właściwości materiału zależą od poziomu wolnego grafitu w produkcie. Wiązany reakcyjnie węglik krzemu jest stosowany jako materiał nosa uszczelnienia, który doskonale sprawdza się w nieprzyjaznym środowisku pracy.
Wiązany reakcyjnie węglik krzemu to materiał, który zawiera około 7 do 15% krzemu metalicznego, niewielką ilość nieprzereagowanego węgla i węglik krzemu. Materiały te są wytwarzane przy użyciu różnych procesów w zależności od potrzeb produktu końcowego. Na przykład, jeśli chcesz produkować części zużywające się, procesy produkcyjne SiC-Si będą inne niż procesy używane do produkcji precyzyjnych komponentów. Węglik krzemu związany reakcyjnie jest idealny do zastosowań związanych ze zużyciem, takich jak dławiki sterujące przepływem, rurociągi i większe elementy zużywające się. Jest to ekonomiczny i niezawodny materiał do wielu zastosowań ze względu na jego doskonały zestaw funkcji.