Reaktionsbundet siliciumcarbid

Producenterne er på udkig efter mere energieffektive motorer og ønsker at erstatte kritiske metaller. Disse motiver har sat gang i udviklingen af forskellige keramiske materialer og processer. Reaktionsbundet siliciumcarbid er et resultat af disse undersøgelser. Reaktionsbundet siliciumcarbid er en type siliciumcarbid, der produceres ved en kemisk reaktion mellem grafit eller porøst kulstof og smeltet silicium. Materialet har nogle spor af silicium, og derfor kaldes det også siliciumkarbid, og dets fremragende slidstyrke og kemiske modstandsdygtighed gør det ideelt til ekstreme miljøer. På grund af sin høje hårdhed og gode temperaturbestandighed er siliciumcarbidkeramik velegnet til forskellige typer anvendelser som f.eks. sliddele og tryklejer.
I denne guide vil vi dække forskellige aspekter af reaktionsbundne siliciumkarbider, såsom deres vigtigste egenskaber og anvendelser. Desuden vil vi dække forskellige typer af reaktionsbundet siliciumcarbid. Lad os komme i gang...

Behandling af reaktionsbundet siliciumcarbid
Reaktionsbundet siliciumcarbid fremstilles af blandinger af siliciumcarbid og kulstof med flydende silicium. Siliciumcarbid opnås efter reaktionen mellem silicium og kulstof. De resterende porer efter reaktionen fyldes af silicium. Som et resultat får du en tæt SiC-Si-komposit.
Partikelstørrelsesfordelingen og forholdet mellem SIC og kulstof varierer meget mellem forskellige producenter. Derfor fremstilles materialet med en lang række egenskaber og sammensætninger. I det ene yderpunkt kan man f.eks. infiltrere kulfiber eller stof med flydende silicium. Men i den anden ende kan man lave uigennemtrængeligt silicium med en lille mængde kulstof.
Derudover producerede mange producenter reaktionsbundet siliciumcarbid med formuleringer, der indeholder en organisk blødgører, siliciumcarbidpartikler og kulstof. Blandingen dannes ved presning, ekstrudering eller sprøjtestøbning. Desuden har producenterne god kontrol over komponenternes tolerance, fordi reaktionsprocessen giver mindre end 1% dimensionsændring.

Hvad er forskellige typer af reaktionsbundet siliciumcarbid?
Der er to primære typer af reaktionsbundet siliciumcarbid som følger:
1. Monolitisk eller fast reaktionsbundet siliciumcarbid
I denne type siliciumcarbid infiltrerer siliciumet matrixens integrerede absorptionsevne. Som et resultat får du en uigennemtrængelig sammensætning. Det frie silicium skaber også en overfladestruktur, der reducerer friktionen og forlænger komponenternes levetid.
Monolitisk reaktionsbundet siliciumcarbid er en god kandidat til tribologiske komponenter. Det bruges i væsker, der er noget kaustiske eller sure, herunder slibemidler, brændstoffer, lette kulbrinter osv. Det giver den højeste PV-kapacitet, når det kombineres med forskellige mekaniske kulstofmaterialer.
2. Reaktionsbundet siliciumcarbid med grafit (CMC)
Det er et uigennemtrængeligt materiale med en unik overfladestruktur. Den smukke tekstur skyldes tilstedeværelsen af grafit og silicium. Denne type siliciumcarbidkeramik har også en fremragende varmeledningsevne og en lavere grad af varmeudvidelse. Disse egenskaber gør det velegnet til anvendelser, der er udsat for forskellige friktionskræfter, slag, erosion, slid, høje temperaturer og termisk chok.

Forskellige egenskaber ved siliciumcarbid
Materialekvaliteten definerer egenskaberne for de forskellige komponenter i siliciumcarbid. For eksempel viser materialet en fremragende bøjningsstyrke ved stuetemperatur i tilfælde af en helt tæt SIC-SI-komposit. Og det bevarer denne egenskab til siliciums smeltepunkt, som er 1410o C. Dets Young-modul varierer fra 350 til 400 GPa.
Her er nogle af de vigtigste egenskaber ved siliciumcarbid:
Siliciumcarbid har en fremragende evne til at modstå en lang række syrer og baser.
Det har god modstandsdygtighed over for slid og oxidering.
Materialet har en god evne til at modstå slid.
På grund af sin høje varmeledningsevne og lave varmeudvidelseskoefficient har det en fremragende modstandsdygtighed over for termisk chok.
Det bevarer sin styrke ved meget høje temperaturer.
Siliciumcarbid har god dimensionel kontrol over komplekse former.

Forskellige anvendelser af reaktionsbundet siliciumcarbid
1. Sliddele og tryklejer
sisic har en fremragende slid- og korrosionsbestandighed, høj hårdhed og styrke ved høje temperaturer. Disse egenskaber gør det ideelt til forskellige slidkomponenter som f.eks. plader, skruer og løbehjul. Desuden kan du også bruge det i tryklejer, der er meget nyttige til at bære ekstremt høje belastninger i meget forurenede væsker.
På grund af dets nøgleegenskaber kan producenterne producere kompakte lejer, der kan fungere i temperaturområdet fra -200o C til 400o C.
2. Ovnmøbler og støttekomponenter
Egenskaberne oxidationsmodstand, modstandsdygtighed over for termisk chok og modstandsdygtighed over for høje temperaturer gør det muligt for virksomheder at fremstille understøtninger til ovne med lav masse. Forskellige ovnprodukter omfatter stolper, brænderdyser, tyndvæggede bjælker, indstik og ruller.
Disse produkter hjælper med energibesparelser og giver mulighed for hurtigere produktgennemstrømning ved at sænke ovnvognenes termiske masse. En RBSC-baseret ovn vil dog være næsten fire gange dyrere sammenlignet med en cordierit-ovn.
3. Præcisionskomponenter
Du vil bemærke en ubetydelig lille volumenændring efter reaktion med flydende silicium. Denne egenskab giver dig fremragende dimensionel kontrol af komplekse former. Man kan f.eks. fremstille laserspejlsemner, optiske bænke og waferhåndteringsenheder. Disse komponenter er stive og lette og har fremragende termisk stabilitet.

sisic anvendes i vid udstrækning i pumpevinger og mekaniske tætninger på grund af dets høje slidstyrke. Materialets egenskaber afhænger af niveauet af fri grafit i produktet. Reaktionsbundet siliciumcarbid bruges som materiale til tætningsnæser, der fungerer perfekt i fjendtlige driftsmiljøer.
Reaktionsbundet siliciumcarbid er et materiale, der indeholder ca. 7 til 15% siliciummetal, en lille mængde ureageret kulstof og siliciumcarbid. Disse materialer fremstilles ved hjælp af en række forskellige processer afhængigt af slutproduktets behov. Hvis du f.eks. vil fremstille sliddele, vil fremstillingsprocesserne for SiC-Si være anderledes end den proces, du brugte til at fremstille præcisionskomponenter. Reaktionsbundet siliciumcarbid er ideelt til slidapplikationer som flowkontrolchokes, rørledninger og større sliddele. Det er et økonomisk og pålideligt materiale til mange anvendelser på grund af dets fremragende egenskaber.