Рекристализиран силициев карбид (RSiC / RSC) — за пещни приспособления, дюзи на горелки и високотемпературни конструктивни елементи

Ако цикълът на вашата пещ протича при температура над 1450 °C, включва бързо нагряване/охлаждане и ако добавката за синтероване или фазата със свободен силиций биха се превърнали в слабото звено — това е страницата за материала, която трябва да прочетете, преди да определите спецификациите. RSiC не е “още един вид SiC”. Това е видът, който избирате, когато устойчивостта на термичен шок и химическата чистота са по-важни от максималната плътност.

Единствената разлика, която определя всяко последващо решение

На повечето страници на доставчиците са посочени плътността, порьозността и якостта на RSiC, но информацията спира дотук. Тази информация е необходима, но не е достатъчна. Въпросът, който е от значение за вземането на решение, е: Защо някой би избрал умишлено силициев карбид с отворена порьозност 10–20% вместо плътен SSiC, който изглежда по-добре в техническата спецификация?

Отговорът се крие в микроструктурата. RSiC се получава чрез синтероване на SiC прах с висока чистота при температура от около 2200–2450 °C без добавки за синтероване. Зърната от силициев карбид нарастват чрез механизъм на изпаряване и кондензация, като образуват преки връзки между зърната. Материалът се свива много малко по време на изпичането, а пространството, което плътният SiC би запълнил със спомагателни вещества за синтероване или свободен силиций, остава като свързана, отворена порьозност. Тази порестост не е производствен дефект. Тя е функционалната характеристика, която придава на RSiC устойчивост към термични шокове и химическа инертност.

Това е критерият за преценка, който разграничава купувача, който разбира класовете на SiC, от този, който сравнява само данните в колоната за плътност.

RSiC срещу SSiC срещу SiSiC/RBSiC: таблицата за избор, която повечето доставчици не публикуват на страницата си с продукти

Правило за подбор: съвпадение на оценката с температура, атмосферни условия, химичен контакт и термичен цикъл — а не към съкращението “SiC”.” Ако приложението изисква плътна повърхност с ниска порьозност с цел уплътняване или износоустойчивост, RSiC не е подходящият избор. Ако приложението включва многократно бързо нагряване и охлаждане при температури над 1450 °C и фазата от свободен силиций или спомагателната фаза за синтероване биха се превърнали в причина за повреда, RSiC често е единственият вид SiC, който издържа.

Технически спецификации — цифрите, които имат значение за определянето на спецификациите и входящия контрол

Таблицата по-долу показва диапазона на стойностите, който трябва да използвате като критерий при оценката на техническите спецификации на всеки доставчик на RSiC. Стойностите варират в зависимост от размера на зърната, начина на формоване и профила на изпичане; ако доставчикът посочи само една стойност, без да посочи диапазон, трябва да го попитате за стандарта за изпитване и геометрията на пробата.

Източниците на данни са интегрирани от техническите спецификации на доставчиците; диапазоните отразяват нормалните търговски отклонения и не представляват гаранция за всяка геометрия.

Кога RSiC е правилната спецификация — и кога е грешната

Посочете RSiC, когато начинът на повреда е термичен шок или химическо въздействие при температура

Пещни приспособления за цикли на бързо изпичане. Тънки подложки, греди и валци, които се подлагат на многократно бързо нагряване и охлаждане при температури над 1450 °C. Ниското свиване по време на синтероването на RSiC позволява тънкостенни профили без изкривяване, а отворената порьозност поема термичното напрежение, което би довело до напукване на по-плътно тяло.

Дюзи за горелки и лъчисти тръби. Дюзите на горелките от RSiC се използват в камерни, тунелни и ролкови пещи, тъй като са устойчиви на окисляване и термични цикли до ~1650–1700 °C, без да се появяват пукнатини, каквито възникват при реакционно свързания SiC, когато свободният силиций се превръща в слабата фаза.

Компоненти за пещи за производство на полупроводници и фотоволтаични елементи. RSiC с висока степен на чистота се използва за LPCVD лопатки, лодки и вътрешни елементи на дифузионни пещи където е необходимо да се контролират металното замърсяване и образуването на частици. В този случай определящ фактор за спецификацията е липсата на адитиви за синтероване, а не плътността.

Тръби за защита на компоненти в атмосферни пещи. Свързаната порьозност на RSiC не нарушава химическата инертност в повечето пещни атмосфери, а материалът издържа на температурните градиенти по стената на тръбата, без да се отчупва.

Не посочвайте RSiC, когато изискването е свързано с плътност, херметичност или максимална якост

Ако детайлът трябва да поддържа вакуумно уплътнение, да има полирана износваема повърхност или да понася конструктивно натоварване, където По-високата плътност и якост на SSiC ако това са определящите свойства, RSiC не е подходящият материал. По същия начин, ако детайлът е голям, с сложна геометрия и цената му е от значение при температури под ~1400 °C, SiSiC/RBSiC обикновено е по-подходящият избор — свободният силиций в него запълва пористостта и позволява производство с форма, близка до крайната, но с ограничения по отношение на високите температури и химическите свойства.

Отговори на въпросите, които купувачите действително задават, преди да изпратят запитване за оферта

RSiC и SSiC едно и също ли са? Не. SSiC се синтезира без налягане с помощта на синтезиращи добавки и е плътен. RSiC се рекристализира без добавки и запазва отворена порьозност по проект. Това са различни материали с различни комбинации от свойства, а не синоними.

Може ли RSiC да се използва при температура над 1650 °C на въздух? Практическата непрекъсната граница във въздуха е приблизително 1600–1650 °C. Някои доставчици посочват по-високи стойности за краткосрочна експлоатация или експлоатация в инертна атмосфера; попитайте за атмосфера и продължителност зад всяко по-голямо искане.

Порозивността означава ли, че детайлът е по-слаб или с по-ниско качество? Това означава, че материалът е оптимизиран за компромис между термичен шок и чистота, а не за максимална якост. Ако приложението ви не изисква тези свойства, по-плътният клас може да ви е по-подходящ. Порестостта е параметър от техническата спецификация, а не означение за дефект.

Каква е разликата между RSiC и SiSiC/RBSiC при работа с химични вещества? SiSiC/RBSiC съдържа свободен силиций, което ограничава дългосрочното му използване при температури над ~1400 °C и намалява устойчивостта му към силно алкални среди и среди, съдържащи флуороводородна киселина. RSiC не съдържа свободен силиций, нито стъклена фаза по границите на зърната, поради което се предпочита, когато химична инертност при определена температура е изискване.

Могат ли детайлите от RSiC да се доставят с нестандартна геометрия, а не само като стандартни плочи и тръби? Да, в рамките на геометричните ограничения на процеса на рекристализация. RSiC е подходящ за тънкостенни форми с голяма площ като например плочи и греди за бетонови форми, но изключително дебелите профили или сложните вътрешни кухини могат да бъдат произведени по-икономично от материал, свързан чрез реакционно свързване. Предоставете чертеж и условията на експлоатация за оценка на възможностите за производство.