Rekristalizirani silicij-karbid (RSiC / RSC) — za pećarsku opremu, mlaznice gorionika i strukturne dijelove za visoke temperature

Ako ciklus vaše peći prelazi 1450 °C, uključuje brzo zagrijavanje/hlađenje i pomoćno sredstvo za sinteriranje ili slobodna silicijska faza bi postali slaba karika — ovo je stranica materijala koju biste trebali pročitati prije nego što odredite specifikacije. RSiC nije “još jedna SiC klasa”. To je klasa koju birate kada Otpornost na toplotni šok i hemijska čistoća su važniji od maksimalne gustoće..

Jedna razlika koja mijenja svaku kasniju odluku

Većina stranica dobavljača navodi gustoću, poroznost i čvrstoću RSiC-a i tu staje. Te su informacije neophodne, ali ne i dovoljne. Pitanje relevantno za donošenje odluke je: Zašto bi iko namjerno odabrao silicij-karbid s otvorenom poroznošću od 10–20% umjesto gustog SSiC-a koji bolje izgleda u tehničkim podacima?

Odgovor je u mikrostrukturi. RSiC se proizvodi sinteriranjem visokočistog SiC praha na otprilike 2200–2450 °C. bez aditiva za sinteranje. Zrna karbida silicija rastu putem mehanizma isparavanja–kondenzacije, formirajući direktne vratne veze između zrna. Materijal se tokom pečenja vrlo malo skuplja, a prostor koji bi gusti SiC popunio pomoćnim sredstvima za sinterovanje ili slobodnim silicijem ostaje kao povezana, otvorena poroznost. Ta poroznost nije proizvodni nedostatak. To je funkcionalna osobina koja RSiC-u daje toleranciju na toplotne šokove i hemijsku inertnost.

Ovo je kriterij za prosuđivanje koji razdvaja kupca koji razumije SiC razrede od onog koji uspoređuje samo stupac gustoće.

RSiC naspram SSiC naspram SiSiC/RBSiC: tabela za odabir koju većina dobavljača ne stavlja na stranicu proizvoda

Pravilo izbora: usklađivanje ocjene sa temperatura, atmosfera, hemijski kontakt i termički ciklus — a ne skraćenica “SiC.” Ako primjena zahtijeva gustu površinu niske poroznosti za brtvljenje ili zaštitu od habanja, RSiC je pogrešan izbor. Ako primjena uključuje ponovljeno brzo zagrijavanje i hlađenje iznad 1450 °C, a faza slobodnog silicija ili pomoćna faza za sinteriranje postanu uzrok kvara, RSiC je često jedini SiC razred koji preživi..

Tehničke specifikacije — brojevi koji su važni za specifikaciju i ulaznu inspekciju

Tabela u nastavku prikazuje raspon svojstava koji biste trebali koristiti kao referentna tačka pri procjeni tehničkog lista bilo kojeg dobavljača RSiC-a. Vrijednosti variraju ovisno o veličini zrna, načinu formiranja i profilu pečenja; dobavljaču koji navodi samo jednu brojku bez raspona treba zatražiti standard testa i geometriju uzorka.

Podaci integrisani iz tehničkih listova dobavljača; rasponi odražavaju uobičajene komercijalne varijacije, a ne garanciju za svaku geometriju..

Gdje je RSiC ispravna specifikacija — i gdje je pogrešna

Navedi RSiC kada je način otkaza termički šok ili hemijski napad na temperaturi

Oprema za peć za cikluse brzog pečenja. Tanke postavne ploče, grede i valjci koji su izloženi ponovnom brzom zagrijavanju i hlađenju iznad 1450 °C. Niska skupljenost tijekom sinteriranja RSiC omogućava tanki zidovi bez izobličenja, a otvorena poroznost prihvata toplotno naprezanje koje bi napuklo gušći tijelo.

Mlaznice gorionika i zračne cijevi. RSiC mlaznice za gorionike se koriste u šatl pećima, tunelskim pećima i pećima s valjcima jer su otporne na oksidaciju i termičke cikluse do ~1650–1700 °C bez pucanja koje nastaje u reakcijski vezanom SiC-u kada slobodni silicij postane slaba faza..

Komponente peći za poluvodiče i fotonaponske ćelije. RSiC visoke čistoće se koristi za LPCVD lopatica, čamci i unutrašnji dijelovi difuzijske peći gdje se mora kontrolisati metalna kontaminacija i stvaranje čestica. Nedostatak sredstava za sinterovanje je ovdje pokretač specifikacije, a ne gustoća..

Cijevi za zaštitu komponenti u atmosferskim pećima. Povezana poroznost RSiC-a ne narušava hemijsku inertnost u većini pećnih atmosfera, a materijal podnosi toplotne gradijente kroz zid cijevi bez ljuštenja.

Ne navodite RSiC kada je zahtjev gustoća, zaptivanje ili maksimalna čvrstoća.

Ako dio mora održavati vakuumsku brtvu, osigurati brušenu površinu otpornu na habanje ili prenositi strukturno opterećenje gdje Veća gustoća i čvrstoća SSiC-a ako su to upravljajuća svojstva, RSiC je pogrešan razred. Slično tome, ako je dio velik, geometrijski složen i osjetljiv na troškove ispod ~1400°C, SiSiC/RBSiC je obično prikladniji izbor — njegov slobodni silicij ispunjava poroznost i omogućava proizvodnju gotovo konačnog oblika, uz cijenu visokih temperaturnih i hemijskih ograničenja.

Odgovori na pitanja koja kupci zaista postavljaju prije slanja zahtjeva za ponudu

Da li je RSiC isto što i SSiC? Ne. SSiC se sintera bez pritiska uz pomoć sredstava za sinteriranje i gust je. RSiC se rekristalizira bez aditiva i zadržava otvorena poroznost po dizajnu. To su različiti materijali s različitim kompromisima u svojstvima, a ne sinonimi.

Može li se RSiC koristiti iznad 1650 °C na zraku? Praktični kontinuirani limit u zraku je približno 1600–1650°C. Neki dobavljači navode veće brojeve za kratkoročnu ili inertnu atmosferu; zatražite atmosfera i trajanje iza bilo kakvog višeg potraživanja.

Da li poroznost znači da je dio slabiji ili niže kvalitete? To znači da je materijal Optimizirano za otpornost na toplotni šok i čistoću, a ne za maksimalnu čvrstoću.. Ako vaša primjena ne zahtijeva te osobine, gušći razred vam može bolje odgovarati. Poroznost je varijabla specifikacije, a ne oznaka nedostatka.

Koja je razlika između RSiC i SiSiC/RBSiC u hemijskoj službi? SiSiC/RBSiC sadrži slobodni silicij, što ograničava dugotrajnu upotrebu iznad ~1400 °C i smanjuje otpornost na jake lužine i okruženja koja sadrže fluorovodičnu kiselinu. RSiC nema slobodnog silicija i nema staklastu fazu na zrnačnim granicama, zbog čega se preferira kada hemijska inertnost na temperaturi je obavezno.

Mogu li se RSiC dijelovi isporučiti u prilagođenim geometrijama, a ne samo u standardnim pločama i cijevima? Da, unutar geometrijskih ograničenja procesa ponovne kristalizacije. RSiC je dobro pogodan za oblici tankih stijenki i velikog poprečnog presjeka kao što su setter ploče i grede, ali izuzetno debele sekcije ili složene unutrašnje šupljine mogu se ekonomičnije proizvesti u reakciono-vezanoj varijanti. Podijelite crtež i radne uslove za procjenu izvodljivosti proizvodnje.