Реакційно зв'язаний карбід кремнію

Виробники шукають більш енергоефективні двигуни і хочуть замінити критичні метали. Ці мотиви ініціювали розробку різних керамічних матеріалів і процесів. Реакційно зв'язаний карбід кремнію є результатом цих досліджень. Реакційно зв'язаний карбід кремнію - це тип карбіду кремнію, який виробляється в результаті хімічної реакції між графітом або пористим вуглецем і розплавленим кремнієм. Матеріал має деякі сліди кремнію, тому його також називають силіконізованим карбідом кремнію. Його чудові якості зносостійкості та хімічної стійкості роблять його ідеальним для екстремальних умов експлуатації. Завдяки своїй високій твердості і хорошій термостійкості, кераміка з карбіду кремнію підходить для різних типів застосувань, таких як швидкозношувані деталі і упорні підшипники.
У цьому посібнику ми розглянемо різні аспекти реакційно зв'язаних карбідів кремнію, такі як їхні ключові властивості та застосування. Крім того, ми розглянемо різні типи реакційно зв'язаного карбіду кремнію. Давайте почнемо...

Обробка реакційно зв'язаного карбіду кремнію
Реакційно зв'язаний карбід кремнію виробляється з сумішей карбіду кремнію і вуглецю з рідким кремнієм. Карбід кремнію отримують після реакції між кремнієм і вуглецем. Пори, що залишилися після реакції, заповнюються кремнієм. В результаті ви отримаєте щільний композит SiC-Si.
Гранулометричний склад і співвідношення між SIC і вуглецем у різних виробників дуже різняться. Тому матеріал виготовляється з широким діапазоном властивостей і складів. Наприклад, з одного боку, можна просочити рідким кремнієм вуглецеве волокно або тканину. Однак, з іншого боку, можна зробити непроникний кремній з невеликою кількістю вуглецю.
Крім того, багато виробників випускають реакційно зв'язаний карбід кремнію з рецептурами, що містять органічний пластифікатор, частинки карбіду кремнію і вуглець. Суміш формується шляхом пресування, екструзії або лиття під тиском. Крім того, виробники добре контролюють допуск компонентів, оскільки процес реакції забезпечує менше, ніж 1% зміни розмірів.

Які існують різні типи реакційно зв'язаного карбіду кремнію?
Існує два основних типи реакційно зв'язаного карбіду кремнію:
1. Монолітний або твердий реакційно зв'язаний карбід кремнію
У цьому типі карбіду кремнію кремній проникає в інтегральне поглинання матриці. В результаті ви отримаєте непроникну композицію. Вільний кремній також створює поверхневу текстуру, яка зменшує тертя для подовження терміну служби компонентів.
Монолітний реакційно зв'язаний карбід кремнію є хорошим кандидатом для виготовлення трибологічних компонентів. Він використовується в рідинах, які є дещо їдкими або кислими, включаючи абразивні матеріали, паливо, легкі вуглеводні тощо. Він пропонує найвищу фотоелектричну здатність у поєднанні з різними механічними вуглецевими матеріалами.
2. Реакційно зв'язаний карбід кремнію з графітом (CMC)
Це непроникний матеріал, який має унікальну текстуру поверхні. Його красива текстура обумовлена наявністю графіту і кремнію. Цей тип кераміки з карбіду кремнію також має відмінну теплопровідність і низький ступінь теплового розширення. Ці властивості роблять його придатним для застосувань, чутливих до різних сил тертя, ударів, ерозії, стирання, високих температур і термічних ударів.

Різні властивості карбіду кремнію
Марка матеріалу визначає властивості різних компонентів карбіду кремнію. Наприклад, матеріал демонструє чудову міцність на вигин при кімнатній температурі у випадку повністю щільного композиту SIC-SI. І він зберігає цю властивість до температури плавлення кремнію, яка становить 1410o C. Його модуль Юнга коливається від 350 до 400 ГПа.
Нижче наведено деякі ключові властивості карбіду кремнію:
Карбід кремнію має чудову здатність протистояти широкому спектру кислот і лугів.
Має хорошу стійкість до зносу та окислення.
Матеріал має хорошу здатність протистояти стиранню.
Завдяки високій теплопровідності та низькому коефіцієнту теплового розширення, він має чудову стійкість до термічних ударів.
Він зберігає свою міцність при дуже високих температурах.
Карбід кремнію добре контролює розміри складних форм.

Різні сфери застосування реакційно зв'язаного карбіду кремнію
1. Швидкозношувані деталі та упорні підшипники
sisic має відмінну зносостійкість і корозійну стійкість, високу твердість і жароміцність. Ці властивості роблять його ідеальним матеріалом для різних швидкозношуваних деталей, таких як пластини, гвинти та крильчатки. Крім того, ви також можете використовувати його в упорних підшипниках, які будуть дуже корисними для перенесення надзвичайно високих навантажень в дуже забруднених рідинах.
Завдяки своїм ключовим властивостям виробники можуть виготовляти компактні підшипники, які можуть працювати в діапазоні температур від -200o C до 400o C.
2. Меблі для печі та допоміжні компоненти
Стійкість до окислення, стійкість до термічних ударів і стійкість до високих температур дозволяють компаніям виготовляти опори для печей з низькою масою. Різноманітні пічні вироби включають стійки, форсунки пальників, тонкостінні балки, засипні пристрої та валки.
Ці продукти допомагають заощаджувати енергію і пропонують можливість швидшої пропускної здатності за рахунок зниження теплової маси пічних вагонеток. Однак піч на основі RBSC була б майже в чотири рази дорожчою порівняно з кордієритом.
3. Прецизійні компоненти
Ви помітите мізерно малу зміну об'єму після реакції з рідким кремнієм. Ця властивість дає вам чудовий контроль розмірів складних форм. Наприклад, ви можете виготовляти заготовки для лазерних дзеркал, оптичні стенди та пристрої для обробки пластин. Ці компоненти жорсткі, легкі та мають чудову термостійкість.

Завдяки своїй високій стійкості до стирання сикатив широко використовується в лопатях насосів і механічних ущільненнях. Властивості матеріалу залежать від вмісту вільного графіту в продукті. Реакційно зв'язаний карбід кремнію використовується як матеріал носової частини ущільнення, який чудово працює в агресивних робочих середовищах.
Реакційно зв'язаний карбід кремнію - це матеріал, який містить від 7 до 15% металевого кремнію, невелику кількість непрореагованого вуглецю і карбід кремнію. Ці матеріали виробляються за допомогою різних процесів залежно від потреб кінцевого продукту. Наприклад, якщо ви хочете виготовити зносостійкі деталі, процес виробництва SiC-Si буде відрізнятися від процесу, який ви використовували для виробництва прецизійних компонентів. Реакційно зв'язаний карбід кремнію ідеально підходить для зносостійких застосувань, таких як дроселі для регулювання потоку, трубопроводи та більші зносостійкі компоненти. Це економічний і надійний матеріал для багатьох застосувань завдяки своєму чудовому набору властивостей.