Синтезиран силициев карбид - супер материал, който може да се справи с почти всичко

Можете ли да се сетите за материал, който е твърд почти колкото диамант, плува във вода, издържа на горещини, отблъсква химикалите, които се опитват да го разядат, и запазва здравината си независимо от това, какво ще хвърлите върху него? Ами, синтерован силициев карбид е тази невероятна субстанция!

Този материал има толкова невероятни свойства, че може да се справи със среди и условия, които биха унищожили почти всичко друго, от което можете да направите нещо.

Нека да проверим какво прави синтерования силициев карбид толкова специален.

Какво е синтерован силициев карбид?

Синтерован силициев карбид, известен също като синтерован SiC или SSiCсе получава чрез смесване на супер фин SiC прах с някои специални съставки, които му помагат да се слепва, поставя се във форма и се изпича при много висока температура. По този начин прахът се слива в твърдо тяло, но не се разтопява напълно. Липсата на каквото и да е лепило или допълнителни фази е това, което придава на спечения SiC неговия див набор от характеристики.

Тази керамика има твърдост който отстъпва само на диаманта. Той има ниска плътност - около 40% на стоманата и близо до алуминия. Синтерован SiC издържа на корозия и окисление невероятно добре, благодарение на силните връзки в силициевия карбид. Освен това той държи на своите сила и твърдост дори при много високи температури, когато повечето материали се превръщат в каша.

Защо синтерованият SiC е толкова специален?

Нека разгледаме някои от невероятните свойства на синтерования SiC и какво прави този материал толкова полезен:

Безумно трудно е

С Твърдост на Knoop на 2800 GPa, агломерираният силициев карбид може да устои на надраскване или всякакъв вид абразия по-добре от почти всичко, с изключение на диаманта. Това означава, че той издържа много по-дълго от другите материали при употреба, когато се плъзга и се удря от частици.

Диамант е единственото по-трудно нещо. Смешната твърдост на SiC се дължи на изключително силните връзки между атомите на силиция и въглерода. Тези връзки се държат здраво и не искат да се пуснат!

Лек, но здрав

Въпреки че е изключително силен, синтерованият SiC има плътност само 3,15 g/cc. Това е близо до алуминия, така че този материал е приятен и лек!

Това означава, че частите, изработени от синтерован SiC вместо от метали, могат да бъдат много по-леки. Въртящото се оборудване може да се върти по-бързо при по-ниско тегло. И разберете това - SiC всъщност плува в течен алуминий! Така че той е чудесен за части на помпи, които трябва да работят с разтопен метал.

Устойчив на корозия и окисляване като шампион

Металите се нуждаят от защитен оксиден слой, за да са устойчиви на корозия. Но синтерован SiC не разполага с никакви свързващи елементи или допълнителни фази, които могат да бъдат атакувани. Той просто се смее на корозията в почти всяка среда, в която го подложите.

SiC запазва здравината си дори в окислителен въздух до 1650°C! Устойчивостта му на корозия и окисляване се дължи на изключително здравите силициево-въглеродни връзки. Те просто не искат да се разпаднат и да се окислят, освен ако не преминете над супер високи температури.

Остава силен дори в безумна жега

Сайтът ковалентни връзки в SiC го правят твърд и здрав дори при високи температури. Синтерованият SiC запазва пълната си здравина до около 1750°C - това е горещо! За разлика от металите, тя не отслабва и не се рони.

Сайтът висок модул на SiC също така означава, че той няма да се деформира бавно или да пълзи при големи натоварвания. Така че можете да му се доверите, че ще се справи с огромни натоварвания при високи температури. Перфектен за части за пещи и космически приложения!

Справя се с термичния шок

С топлопроводимост на 125 W/mK, SiC пренася бързо топлинната енергия и може да се справя с бързи температурни колебания. Това дава на синтерования SiC голяма устойчивост на термични удари в сравнение с други видове керамика.

Внезапните промени в температурата могат да доведат до напукване на крехките материали от неравномерното им разширяване. Но SiC не се напуква, защото добре провежда топлина. Той може да се адаптира към температурните колебания без проблем.

Свойства на синтерования SiC при стайна температура

Ето някои от основните характеристики на синтерования SiC при стайна температура (20°C):

• Плътност- 3,15 g/cc (лек!)
• Твърдост- 2800 GPa (безумно трудно!)
• Модул на скъсване- 380 MPa
• Сила на опън- 250 MPa
• Сила на натиск- 3900 MPa
• Модул на еластичност- 410 GPa
• Топлинно разширение- 4 x 10^-6 в/в °C (ниско разширение)
• Топлопроводимост- 125 W/mK (добре провежда топлина)
• Коефициент на Поасон– 0.16

Употреби на този чудодеен материал

Със своята невероятна комбинация от свойства синтерованият силициев карбид е идеален избор за работа, при която износването, корозията и екстремната топлина причиняват проблеми:

• Уплътнителни повърхностив помпите се справят с абразивни суспензии при висока скорост и налягане. SiC уплътненията могат да понесат ударите.
• Части за пещи с висока температуракато тръби, опори и капаци за термодвойки. SiC е здрав дори в най-горещите пещи.
• Износоустойчиви облицовкиза улеи и бункери, пренасящи абразивни руди или прахове. SiC не се износва!
• Части за газови турбиникоито трябва да издържат на окисляване, корозия и безумни температури.
• Дюзи за горелкии пещи. SiC е устойчив на корозия и топлина.
• Керамична броняизработена от SiC, е по-лека от металната броня, но все пак спира куршуми.
• 3D отпечатани компонентис персонализирани форми са възможни в SiC.

Синтезираният силициев карбид е като супер материал, който се смее на тежките условия. Той съчетава невероятни свойства като диамантена твърдост и ниска плътност, които го правят устойчив в ситуации, в които други материали бързо се провалят. Това прави синтерования SiC изключително ценна керамика за предизвикателни приложения.