Újrakristályosított szilícium-karbid (RSiC / RSC) — kemenceberendezésekhez, égőfúvókákhoz és magas hőmérsékletű szerkezeti alkatrészekhez

Ha a kemenceciklus hőmérséklete meghaladja az 1450 °C-ot, gyors felmelegedéssel és lehűléssel jár, és a szinterelést segítő anyag vagy a szabad szilícium-fázis válna a gyenge láncszemmé – akkor ezt az anyagismertetőt érdemes elolvasnia a specifikáció meghatározása előtt. Az RSiC nem “csak egy újabb SiC-minőség”. Ez az a minőség, amelyet akkor választasz, amikor a hőmérsékleti sokk ellenállás és a kémiai tisztaság fontosabb, mint a maximális sűrűség.

Az az egyetlen tényező, amely minden további döntést meghatároz

A legtöbb beszállítói oldalon szerepel az RSiC sűrűsége, porozitása és szilárdsága, de ennél többet nem közölnek. Ezek az adatok ugyan szükségesek, de nem elégségesek. A döntéshozatal szempontjából releváns kérdés a következő: Miért választana bárki is szándékosan egy 10–20% nyitott porozitású szilícium-karbidot egy sűrű SSiC helyett, amely az adatlap alapján jobbnak tűnik?

A válasz a mikroszerkezetben rejlik. Az RSiC-t nagy tisztaságú SiC-por zsugorításával állítják elő, körülbelül 2200–2450 °C-on. szinterelő adalékok nélkül. A szilícium-karbid szemcsék párolgás–kondenzáció mechanizmus révén növekednek, és közvetlen nyakkötéseket képeznek a szemcsék között. Az anyag égetés közben alig zsugorodik, és az a tér, amelyet sűrű SiC szinterelősegítő anyagokkal vagy szabad szilíciummal töltene ki, megmarad, mint összekapcsolt, nyitott porozitás. Ez a porozitás nem gyártási hiba. Ez az a funkcionális tulajdonság, amely az RSiC-nek hőmérsékleti sokkállóságát és kémiai tehetetlenségét biztosítja.

Ez az a döntési szempont, amely megkülönbözteti azt a vásárlót, aki ismeri a SiC-minőségi osztályokat, attól, aki csupán a sűrűség oszlopot veszi figyelembe.

RSiC, SSiC és SiSiC/RBSiC összehasonlítása: a választási táblázat, amelyet a legtöbb beszállító nem tesz közzé a termékoldalán

Kiválasztási szabály: az osztályzatot illessze a következőhöz: hőmérséklet, környezeti hatások, kémiai érintkezés és hőciklus – nem pedig a “SiC” rövidítésre.” Ha az alkalmazáshoz sűrű, alacsony porozitású felületre van szükség tömítés vagy kopásállóság céljából, akkor az RSiC nem megfelelő választás. Ha az alkalmazás során ismételt, gyors felmelegedés és lehűlés történik 1450 °C felett, és a szabad szilícium vagy a szinterelést segítő fázis válna a meghibásodás okává, akkor az RSiC gyakran az egyetlen olyan SiC-minőség, amely kibírja ezeket a körülményeket.

Műszaki adatok – a specifikáció és a beérkező áru ellenőrzése szempontjából fontos értékek

Az alábbi táblázat azokat az ingatlanérték-tartományokat mutatja be, amelyeket irányadó szempont bármely RSiC-beszállító műszaki adatlapjának értékelésekor. Az értékek a szemcsemérettől, a formázási módszertől és az égetési profiltól függően változnak; ha egy beszállító egyetlen értéket ad meg tartomány megjelölése nélkül, akkor érdemes megkérdezni tőle, hogy milyen vizsgálati szabvány és mintageometria alapján számították ki azt.

Az adatok a beszállítói adatlapokból származnak; a tartományok a szokásos kereskedelmi eltéréseket tükrözik, és nem garantálják minden geometria esetében a pontosságot.

Mikor helyes az RSiC megjelölés – és mikor helytelen

Ha a meghibásodási mód hőhatás vagy hőmérsékleten fellépő kémiai hatás, akkor az RSiC-t kell megadni

Kemenceberendezések gyors égetési ciklusokhoz. Vékony beállítólemezek, gerendák és görgők, amelyek 1450 °C felett ismétlődő gyors felmelegedésnek és lehűlésnek vannak kitéve. Az RSiC-szinterelés során fellépő alacsony zsugorodás lehetővé teszi vékonyfalú profilok, amelyek nem vetemednek, és a nyitott porozitás képes felvenni azt a hőterhelést, amely egy sűrűbb testet megrepedne.

Égőfúvókák és sugárzócsövek. Az RSiC-égőfúvókákat csúszókemencékben, alagútkemencékben és görgős kemencékben alkalmazzák, mivel ellenállnak az oxidációnak és a ~1650–1700 °C-ig terjedő hőciklusoknak anélkül, hogy repedések keletkeznének, amelyek a reakcióval kötött SiC-ben akkor jelentkeznek, amikor a szabad szilícium válik a gyenge fázissá..

Félvezető- és fotovoltaikus kemencealkatrészek. A nagy tisztaságú RSiC-t a következőkre használják: LPCVD-lapátok, csónakok és diffúziós kemence belső alkatrészei ahol a fémes szennyeződéseket és a részecskeképződést szabályozni kell. Itt a specifikációt a szinterelési segédanyagok hiánya határozza meg, nem pedig a sűrűség.

Alkatrészvédő csövek légköri kemencékben. Az RSiC összekapcsolt pórusossága a legtöbb kemencei légkörben nem befolyásolja kedvezőtlenül a kémiai tehetetlenséget, és az anyag a csőfalon átnyúló hőgradienseknek is ellenáll anélkül, hogy lepattogna.

Ne válassza az RSiC-t, ha a követelmény a sűrűség, a tömítőképesség vagy a maximális szilárdság

Ha az alkatrésznek vákuumzárást kell biztosítania, csiszolt kopófelülettel kell rendelkeznie, vagy szerkezeti terhelést kell viselnie, ahol Az SSiC nagyobb sűrűsége és szilárdsága ha ezek a meghatározó tulajdonságok, akkor az RSiC nem a megfelelő minőségű. Hasonlóképpen, ha az alkatrész nagy méretű, geometriailag bonyolult, és ~1400 °C alatt a költségek szempontjából érzékeny, SiSiC/RBSiC ez általában a megfelelőbb választás — a benne lévő szabad szilícium kitölti a pórusokat, és lehetővé teszi a végső alakhoz közeli gyártást, viszont magas hőmérsékleti és kémiai korlátokkal jár.

Válaszok azokra a kérdésekre, amelyeket a vásárlók ténylegesen feltennek az árajánlatkérés elküldése előtt

Az RSiC megegyezik-e az SSiC-vel? Nem. Az SSiC-t nyomásmentes szintereléssel, szinterelési segédanyagok alkalmazásával állítják elő, és sűrű szerkezetű. Az RSiC-t adalékanyagok nélkül rekristályosítják, és megőrzi tervezés szerinti nyitott porozitás. Ezek különböző anyagok, amelyek eltérő tulajdonságbeli kompromisszumokkal járnak, nem pedig szinonimák.

Használható-e az RSiC 1650 °C felett levegőn? A levegőben mért gyakorlati folytonos határérték hozzávetőlegesen 1600–1650 °C. Egyes beszállítók magasabb értékeket adnak meg rövid távú használat vagy inert légkörben történő üzemeltetés esetén; kérdezze meg a hangulat és időtartam bármely magasabb rangú igény mögött.

A porozitás azt jelenti, hogy az alkatrész gyengébb vagy rosszabb minőségű? Ez azt jelenti, hogy az anyag a hőhatás és a tisztaság szempontjából optimalizált kompromisszum, nem pedig a maximális szilárdság érdekében. Ha az Ön alkalmazásához nincs szükség ezekre a tulajdonságokra, akkor egy sűrűbb minőségű termék jobban megfelelhet az Ön igényeinek. A porozitás egy műszaki jellemző, nem pedig hiba.

Mi a különbség az RSiC és a SiSiC/RBSiC között kémiai alkalmazásokban? A SiSiC/RBSiC a következőket tartalmazza: szabad szilícium, ami korlátozza a ~1400 °C feletti hőmérsékleten történő hosszú távú használatot, és csökkenti az erős lúgokkal, valamint fluorhidrogénsavat tartalmazó környezetekkel szembeni ellenállást. Az RSiC-ben nincs szabad szilícium, és nincs üvegszerű szemcsehatár-fázis sem, ezért ezt részesítik előnyben, amikor hőmérsékletfüggő kémiai tehetetlenség ez előírás.

Az RSiC alkatrészeket egyedi geometriákban is lehet szállítani, nem csak szabványos lemezek és csövek formájában? Igen, az átkristályosodási folyamat geometriai korlátai keretein belül. Az RSiC kiválóan alkalmas vékonyfalú, nagy alapfelületű alakzatok például a rögzítőlemezek és gerendák, de a rendkívül vastag keresztmetszetű vagy bonyolult belső üregekkel rendelkező alkatrészek gyártása gazdaságosabb lehet reakciókötéses minőségű anyagból. Kérjük, küldje el a rajzot és az üzemeltetési feltételeket a gyárthatósági értékeléshez.