Reakcijski vezani silicijev karbid

Proizvođači traže energetski učinkovitije motore i žele zamijeniti ključne metale. Ti su motivi potaknuli razvoj različitih keramičkih materijala i procesa. Reaction bonded silicijev karbid rezultat je tih istraživanja. Reaction bonded silicijev karbid je vrsta silicijevog karbida koja se proizvodi kemijskom reakcijom između grafita ili poroznog ugljika i rastopljenog silicija. Materijal sadrži neke tragove silicija, zbog čega se naziva i siliciranim karbidom silicija. Njegove izvrsne kvalitete otpornosti na habanje i kemikalije čine ga idealnim za ekstremna okruženja. Zbog visoke tvrdoće i dobre otpornosti na visoke temperature, keramika od karbida silicija pogodna je za različite primjene, poput dijelova podložnih habanju i potisnih ležajeva.
U ovom vodiču obradit ćemo različite aspekte silicijevog karbida vezanog reakcijom, kao što su njegova ključna svojstva i primjene. Nadalje, obradit ćemo različite vrste silicijevog karbida vezanog reakcijom. Krenimo…

Obrada silicijevog karbida vezanog reakcijom
Reakcijski vezani silicijev karbid proizvodi se miješanjem silicijevog karbida i ugljika s tekućim silicijem. Silicijev karbid dobiva se nakon reakcije između silicija i ugljika. Preostale pore nakon reakcije ispunjava silicij. Kao rezultat dobiva se gusti SiC-Si kompozit.
Raspodjela veličine čestica i omjer između SIC-a i ugljika znatno variraju među različitim proizvođačima. Stoga se materijal proizvodi u širokom rasponu svojstava i sastava. Na jednom kraju, možete infiltrirati stakloplastiku ili tkaninu tekućim silicijem. Međutim, na drugom kraju, možete dobiti nepropusni silicij s malom količinom ugljika.
Osim toga, mnogi proizvođači proizvode reakcijski vezani silicijev karbid s formulacijama koje sadrže organski plastičar, čestice silicijevog karbida i ugljik. Smjesa se oblikuje prešanjem, ekstruzijom ili brizganjem. Osim toga, proizvođači imaju dobru kontrolu tolerancije komponenti jer proces reakcije omogućuje promjenu dimenzija manju od 1%.

Koje su različite vrste silicijevog karbida vezanog reakcijom?
Postoje dvije glavne vrste silicijevog karbida vezanog reakcijom, i to:
1. Monolitni ili čvrsto vezani karbid silicija
U ovoj vrsti silicijevog karbida silicij prodire u integriranu upojnost matrice. Kao rezultat toga dobit ćete nepropusnu kompoziciju. Slobodni silicij također stvara površinsku teksturu koja će smanjiti trenje i produžiti vijek trajanja komponente.
Monolitni silicijev karbid nastalog reakcijskim vezanjem dobar je kandidat za tribološke komponente. Koristi se u tekućinama koje su donekle kaustične ili kisele, uključujući abraziva, goriva, lagane ugljikovodike itd. Pruža najveću nosivost PV-a kada je u kombinaciji s različitim mehaničkim karbonskim materijalima.
2. Reakcijski vezani silicijev karbid s grafitom (CMC)
To je nepropusni materijal koji ima jedinstvenu površinsku teksturu. Njegova prekrasna tekstura posljedica je prisustva grafita i silicija. Ova vrsta keramike od silicijevog karbida također ima izvrsnu toplinsku provodljivost i manji stupanj toplinske ekspanzije. Te sposobnosti čine je pogodnom za primjene podložne različitim silama trenja, udarima, eroziji, abraziji, visokim temperaturama i toplinskom šoku.

Različita svojstva silicijevog karbida
Razred materijala određuje svojstva različitih komponenti karbida silicija. Na primjer, materijal pokazuje izvrsnu čvrstoću savijanja pri sobnoj temperaturi u slučaju potpuno guste SIC-SI kompozite. I zadržava tu svojinu do točke topljenja silicija, koja iznosi 1410 °C. Njegov Youngov modul kreće se od 350 do 400 GPa.
Ispod su neka ključna svojstva karbida silicija:
Silikon karbid ima izvrsnu sposobnost otpora širokom rasponu kiselina i lužina.
Ima dobru otpornost na habanje i oksidaciju.
Materijal ima dobru otpornost na habanje.
Zbog svoje visoke toplinske provodljivosti i niskog koeficijenta toplinskog širenja, ima izvrsnu otpornost na toplinski šok.
Održava svoju čvrstoću na vrlo visokim temperaturama.
Karbid silicija ima dobru dimenzionalnu kontrolu složenih oblika.

Različite primjene silicijevog karbida vezanog reakcijom
1. Trošni dijelovi i potisna ležajeva
sisic se odlikuje izvrsnom otpornošću na habanje i koroziju, visokom tvrdoćom i čvrstošću pri visokim temperaturama. Te osobine čine ga idealnim za razne dijelove podložne habanju, poput ploča, vijaka i radilica. Nadalje, može se koristiti i u potisnim ležajevima koji će biti vrlo korisni za nošenje izuzetno visokih opterećenja u vrlo kontaminiranim tekućinama.
Zahvaljujući svojim ključnim svojstvima, proizvođači mogu proizvoditi kompaktna ležanja koja mogu raditi u temperaturnom rasponu od -200 °C do 400 °C.
2. Opeka za pećnice i pomoćni dijelovi
Otpornost na oksidaciju, otpornost na toplinski šok i otpornost na visoke temperature omogućuju tvrtkama proizvodnju nosača peći male mase. Različiti proizvodi za peći uključuju stupove, mlaznice gorionika, tanke grede, postavljače i valjke.
Ovi proizvodi pomažu u uštedi energije i omogućuju bržu obradu proizvoda smanjenjem toplinske mase vatrostalnih kola. Međutim, peć na bazi RBSC-a bila bi gotovo četiri puta skuplja u usporedbi s peći od kordierita.
3. Precizni dijelovi
Primijetit ćete zanemarivo malu promjenu zapremine nakon reakcije s tekućim silicijem. Ova svojstva omogućuju izvrsnu dimenzionalnu kontrolu složenih oblika. Na primjer, možete proizvoditi poluproizvode za laserske zrcalne ploče, optičke klupe i uređaje za rukovanje pločicama. Ove komponente su krute, lagane i imaju izvrsnu toplinsku stabilnost.

sisic se široko koristi u lopaticama pumpi i mehaničkim brtvama zbog svoje visoke otpornosti na habanje. Svojstva materijala ovise o udjelu slobodnog grafita u proizvodu. Reaction bonded silicijev karbid koristi se kao materijal za nos brtve koji savršeno funkcionira u agresivnim radnim okruženjima.
Reakcijski vezani silicijev karbid je materijal koji sadrži oko 7 do 15% silicija, malu količinu nereagiranog ugljika i silicijev karbid. Ovi se materijali proizvode različitim procesima ovisno o potrebama krajnjeg proizvoda. Na primjer, ako želite proizvoditi dijelove otporne na habanje, procesi proizvodnje SiC-Si bit će drugačiji od onih koje ste koristili za proizvodnju preciznih komponenti. Reakcijski vezani silicijev karbid idealan je za primjene u uvjetima habanja, poput regulacijskih ventila (choke), cijevnih obloga i većih komponenti otpornih na habanje. Ovo je ekonomičan i pouzdan materijal za brojne primjene zahvaljujući svojim izvrsnim svojstvima.