Carburo di silicio legato alla reazione

I produttori sono alla ricerca di motori più efficienti dal punto di vista energetico e vogliono sostituire i metalli critici. Queste motivazioni hanno dato il via allo sviluppo di diversi materiali e processi ceramici. Il carburo di silicio legato alla reazione è il risultato di queste ricerche. Il carburo di silicio legato alla reazione è un tipo di carburo di silicio prodotto da una reazione chimica tra grafite o carbonio poroso e silicio fuso. Il materiale presenta alcune tracce di silicio, per questo viene anche chiamato carburo di silicio siliconato. Le sue eccellenti qualità di resistenza all'usura e agli agenti chimici lo rendono ideale per gli ambienti estremi. Grazie alla sua elevata durezza e alla buona resistenza alla temperatura, la ceramica di carburo di silicio è adatta a diversi tipi di applicazioni, come parti di usura e cuscinetti reggispinta.
In questa guida tratteremo diversi aspetti dei carburi di silicio legati per reazione, come le loro principali proprietà e applicazioni. Inoltre, tratteremo i diversi tipi di carburo di silicio legato per reazione. Iniziamo...

Lavorazione del carburo di silicio legato per reazione
Il carburo di silicio legato alla reazione viene prodotto dalle miscele di carburo di silicio e carbonio con silicio liquido. Il carburo di silicio si ottiene dopo la reazione tra silicio e carbonio. I pori rimanenti dopo la reazione vengono riempiti dal silicio. Di conseguenza, si ottiene un composito SiC-Si denso.
La distribuzione delle dimensioni delle particelle e il rapporto tra SIC e carbonio variano ampiamente tra i diversi produttori. Pertanto, il materiale viene prodotto con un'ampia gamma di proprietà e composizioni. Ad esempio, a un estremo, è possibile infiltrare fibre o tessuti di carbonio con silicio liquido. All'altro estremo, invece, si può realizzare un silicio impermeabile con una piccola quantità di carbonio.
Inoltre, molti produttori hanno prodotto carburo di silicio legato per reazione con formulazioni che contengono un plastificante organico, particelle di carburo di silicio e carbonio. La miscela viene formata mediante pressatura, estrusione o stampaggio a iniezione. Inoltre, i produttori hanno un buon controllo della tolleranza dei componenti perché il processo di reazione offre una variazione dimensionale inferiore a 1%.

Quali sono i diversi tipi di carburo di silicio legato per reazione?
Esistono due tipi principali di carburo di silicio legato per reazione:
1. Carburo di silicio monolitico o legato a reazione solida
In questo tipo di carburo di silicio, il silicio si infiltra nell'assorbenza integrale della matrice. Di conseguenza, si ottiene una composizione impermeabile. Il silicio libero crea inoltre una struttura superficiale che riduce l'attrito per una maggiore durata del componente.
Il carburo di silicio monolitico legato per reazione è un buon candidato per i componenti tribologici. Viene utilizzato in fluidi in qualche modo caustici o acidi, tra cui abrasivi, carburanti, idrocarburi leggeri, ecc. Offre la massima capacità PV se accoppiato con diversi materiali meccanici al carbonio.
2. Carburo di silicio legato per reazione alla grafite (CMC)
È un materiale impermeabile che presenta una texture superficiale unica. La sua bella struttura è dovuta all'esistenza di grafite e silicio. Questo tipo di ceramica al carburo di silicio ha anche un'eccellente conducibilità termica e un minor grado di espansione termica. Queste caratteristiche lo rendono adatto ad applicazioni soggette a diverse forze di attrito, impatto, erosione, abrasione, alte temperature e shock termici.

Diverse proprietà del carburo di silicio
Il grado del materiale definisce le proprietà dei diversi componenti del carburo di silicio. Ad esempio, il materiale mostra un'eccellente resistenza alla flessione a temperatura ambiente nel caso del composito SIC-SI completamente denso. Questa proprietà si mantiene fino al punto di fusione del silicio, che è di 1410o C. Il suo modulo di Young varia da 350 a 400 GPa.
Di seguito sono riportate alcune proprietà chiave del carburo di silicio:
Il carburo di silicio ha un'eccellente capacità di resistere a un'ampia gamma di acidi e alcali.
Ha una buona resistenza all'usura e all'ossidazione.
Il materiale ha una buona capacità di resistere all'abrasione.
Grazie all'elevata conducibilità termica e al basso coefficiente di espansione termica, presenta un'eccellente resistenza agli shock termici.
Mantiene la sua forza anche a temperature molto elevate.
Il carburo di silicio ha un buon controllo dimensionale delle forme complesse.

Diverse applicazioni del carburo di silicio legato per reazione
1. Parti di usura e cuscinetti reggispinta
Il sisico è caratterizzato da un'eccellente resistenza all'usura e alla corrosione, da un'elevata durezza e da un'elevata resistenza alle alte temperature. Queste caratteristiche lo rendono ideale per diversi componenti soggetti a usura, come piastre, viti e giranti. Inoltre, è possibile utilizzarlo anche nei cuscinetti reggispinta, molto utili per sostenere carichi estremamente elevati in liquidi molto contaminati.
Grazie alle sue proprietà chiave, i produttori possono produrre cuscinetti compatti che possono operare in un intervallo di temperatura compreso tra -200o C e 400o C.
2. Mobili e componenti di supporto del forno
Le proprietà di resistenza all'ossidazione, agli shock termici e alle alte temperature consentono alle aziende di produrre supporti per forni a bassa massa. I diversi prodotti per forni comprendono montanti, ugelli per bruciatori, travi a parete sottile, setter e rulli.
Questi prodotti contribuiscono al risparmio energetico e offrono la possibilità di velocizzare la produzione riducendo la massa termica dei forni. Tuttavia, un forno a base di RBSC sarebbe quasi quattro volte più costoso di uno a base di cordierite.
3. Componenti di precisione
Si noterà una variazione di volume trascurabile dopo la reazione con il silicio liquido. Questa proprietà consente un eccellente controllo dimensionale di forme complesse. Ad esempio, è possibile produrre spazi per specchi laser, banchi ottici e dispositivi di manipolazione dei wafer. Questi componenti sono rigidi e leggeri e hanno un'eccellente stabilità termica.

Il sisico è ampiamente utilizzato nelle palette delle pompe e nelle tenute meccaniche grazie alla sua elevata resistenza all'abrasione. Le proprietà del materiale dipendono dal livello di grafite libera nel prodotto. Il carburo di silicio legato per reazione è utilizzato come materiale per il naso delle tenute che funziona perfettamente in ambienti operativi ostili.
Il carburo di silicio legato alla reazione è un materiale che contiene circa 7-115TP3T di silicio metallico, una piccola quantità di carbonio non reagito e carburo di silicio. Questi materiali vengono prodotti con diversi processi a seconda delle esigenze del prodotto finale. Ad esempio, se si desidera produrre parti soggette a usura, i processi di produzione di SiC-Si saranno diversi da quelli utilizzati per la produzione di componenti di precisione. Il carburo di silicio legato per reazione è ideale per applicazioni soggette a usura, come strozzature per il controllo del flusso, tubazioni e componenti di usura di grandi dimensioni. Si tratta di un materiale economico e affidabile per numerose applicazioni, grazie alle sue eccellenti caratteristiche.