{"id":454,"date":"2022-01-22T21:00:29","date_gmt":"2022-01-22T13:00:29","guid":{"rendered":"https:\/\/siliconcarbide.net\/?p=454"},"modified":"2022-08-27T19:36:36","modified_gmt":"2022-08-27T11:36:36","slug":"weglik-krzemu-zwiazany-reakcyjnie","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/siliconcarbide.net\/pl\/reaction-bonded-silicon-carbide\/","title":{"rendered":"Wi\u0105zany reakcyjnie w\u0119glik krzemu"},"content":{"rendered":"<p>Producenci poszukuj\u0105 bardziej energooszcz\u0119dnych silnik\u00f3w i chc\u0105 zast\u0105pi\u0107 krytyczne metale. Motywy te zainicjowa\u0142y rozw\u00f3j r\u00f3\u017cnych materia\u0142\u00f3w i proces\u00f3w ceramicznych. Wi\u0105zany reakcyjnie w\u0119glik krzemu to rodzaj w\u0119glika krzemu, kt\u00f3ry powstaje w wyniku reakcji chemicznej grafitu lub porowatego w\u0119gla ze stopionym krzemem. Materia\u0142 ten ma pewne \u015blady krzemu, dlatego jest r\u00f3wnie\u017c okre\u015blany jako silikonowany w\u0119glik krzemu. Jego doskona\u0142a odporno\u015b\u0107 na zu\u017cycie i odporno\u015b\u0107 chemiczna sprawiaj\u0105, \u017ce idealnie nadaje si\u0119 do ekstremalnych warunk\u00f3w. Ze wzgl\u0119du na wysok\u0105 twardo\u015b\u0107 i dobr\u0105 odporno\u015b\u0107 na temperatur\u0119, ceramika z w\u0119glika krzemu nadaje si\u0119 do r\u00f3\u017cnych zastosowa\u0144, takich jak cz\u0119\u015bci zu\u017cywaj\u0105ce si\u0119 i \u0142o\u017cyska oporowe.<br \/>\nW tym przewodniku om\u00f3wimy r\u00f3\u017cne aspekty w\u0119glik\u00f3w krzemu wi\u0105zanych reakcyjnie, takie jak ich kluczowe w\u0142a\u015bciwo\u015bci i zastosowania. Ponadto om\u00f3wimy r\u00f3\u017cne rodzaje w\u0119glika krzemu wi\u0105zanego reakcyjnie. Zacznijmy...<\/p>\n<p><strong>Przetwarzanie zwi\u0105zanego reakcyjnie w\u0119glika krzemu<\/strong><br \/>\nWi\u0105zany reakcyjnie w\u0119glik krzemu jest wytwarzany przez mieszaniny w\u0119glika krzemu i w\u0119gla z ciek\u0142ym krzemem. W\u0119glik krzemu otrzymuje si\u0119 po reakcji krzemu i w\u0119gla. Pozosta\u0142e po reakcji pory s\u0105 wype\u0142niane przez krzem. W rezultacie uzyskuje si\u0119 g\u0119sty kompozyt SiC-Si.<br \/>\nRozk\u0142ad wielko\u015bci cz\u0105stek i stosunek mi\u0119dzy SIC a w\u0119glem r\u00f3\u017cni\u0105 si\u0119 znacznie w zale\u017cno\u015bci od producenta. Dlatego te\u017c materia\u0142 ten jest produkowany z szerokim zakresem w\u0142a\u015bciwo\u015bci i kompozycji. Na przyk\u0142ad, z jednej strony mo\u017cna infiltrowa\u0107 w\u0142\u00f3kno w\u0119glowe lub tkanin\u0119 ciek\u0142ym krzemem. Z drugiej jednak strony, mo\u017cna uzyska\u0107 nieprzepuszczalny krzem z niewielk\u0105 ilo\u015bci\u0105 w\u0119gla.<br \/>\nOpr\u00f3cz tego wielu producent\u00f3w wytwarza w\u0119glik krzemu zwi\u0105zany reakcyjnie z preparatami zawieraj\u0105cymi organiczny plastyfikator, cz\u0105stki w\u0119glika krzemu i w\u0119giel. Mieszanina jest formowana przez prasowanie, wyt\u0142aczanie lub formowanie wtryskowe. Ponadto producenci maj\u0105 dobr\u0105 kontrol\u0119 nad tolerancj\u0105 komponent\u00f3w, poniewa\u017c proces reakcji zapewnia mniej ni\u017c 1% zmiany wymiar\u00f3w.<\/p>\n<p><strong>Jakie s\u0105 rodzaje w\u0119glika krzemu wi\u0105zanego reakcyjnie?<\/strong><br \/>\nIstniej\u0105 dwa podstawowe rodzaje w\u0119glika krzemu wi\u0105zanego reakcyjnie:<br \/>\n1. Monolityczny lub sta\u0142y w\u0119glik krzemu wi\u0105zany reakcyjnie<br \/>\nW tym typie w\u0119glika krzemu, krzem infiltruje integraln\u0105 ch\u0142onno\u015b\u0107 matrycy. W rezultacie uzyskuje si\u0119 nieprzepuszczaln\u0105 kompozycj\u0119. Wolny krzem tworzy r\u00f3wnie\u017c tekstur\u0119 powierzchni, kt\u00f3ra zmniejsza tarcie, wyd\u0142u\u017caj\u0105c \u017cywotno\u015b\u0107 komponent\u00f3w.<br \/>\nMonolityczny w\u0119glik krzemu wi\u0105zany reakcyjnie jest dobrym kandydatem na komponenty trybologiczne. Jest stosowany w p\u0142ynach, kt\u00f3re s\u0105 nieco \u017cr\u0105ce lub kwa\u015bne, w tym w \u015bcierniwach, paliwach, lekkich w\u0119glowodorach itp. Oferuje najwy\u017csz\u0105 zdolno\u015b\u0107 PV w po\u0142\u0105czeniu z r\u00f3\u017cnymi mechanicznymi materia\u0142ami w\u0119glowymi.<br \/>\n2. Reakcja wi\u0105zania w\u0119glika krzemu z grafitem (CMC)<br \/>\nJest to nieprzepuszczalny materia\u0142 o unikalnej fakturze powierzchni. Jego pi\u0119kna tekstura wynika z obecno\u015bci grafitu i krzemu. Ten rodzaj ceramiki z w\u0119glika krzemu ma r\u00f3wnie\u017c doskona\u0142\u0105 przewodno\u015b\u0107 ciepln\u0105 i ni\u017cszy stopie\u0144 rozszerzalno\u015bci cieplnej. Zdolno\u015bci te sprawiaj\u0105, \u017ce nadaje si\u0119 do zastosowa\u0144 podatnych na r\u00f3\u017cne si\u0142y tarcia, uderzenia, erozj\u0119, \u015bcieranie, wysokie temperatury i szok termiczny.<\/p>\n<p><strong>R\u00f3\u017cne w\u0142a\u015bciwo\u015bci w\u0119glika krzemu<\/strong><br \/>\nGatunek materia\u0142u okre\u015bla w\u0142a\u015bciwo\u015bci r\u00f3\u017cnych sk\u0142adnik\u00f3w w\u0119glika krzemu. Na przyk\u0142ad, materia\u0142 wykazuje doskona\u0142\u0105 wytrzyma\u0142o\u015b\u0107 na zginanie w temperaturze pokojowej w przypadku w pe\u0142ni g\u0119stego kompozytu SIC-SI. I utrzymuje t\u0119 w\u0142a\u015bciwo\u015b\u0107 do temperatury topnienia krzemu, kt\u00f3ra wynosi 1410o C. Jego modu\u0142 Younga waha si\u0119 od 350 do 400 GPa.<br \/>\nPoni\u017cej znajduje si\u0119 kilka kluczowych w\u0142a\u015bciwo\u015bci w\u0119glika krzemu:<br \/>\nW\u0119glik krzemu ma doskona\u0142\u0105 odporno\u015b\u0107 na szeroki zakres kwas\u00f3w i zasad.<br \/>\nCharakteryzuje si\u0119 dobr\u0105 odporno\u015bci\u0105 na zu\u017cycie i utlenianie.<br \/>\nMateria\u0142 ma dobr\u0105 odporno\u015b\u0107 na \u015bcieranie.<br \/>\nZe wzgl\u0119du na wysok\u0105 przewodno\u015b\u0107 ciepln\u0105 i niski wsp\u00f3\u0142czynnik rozszerzalno\u015bci cieplnej, ma doskona\u0142\u0105 odporno\u015b\u0107 na szok termiczny.<br \/>\nZachowuje swoj\u0105 wytrzyma\u0142o\u015b\u0107 w bardzo wysokich temperaturach.<br \/>\nW\u0119glik krzemu zapewnia dobr\u0105 kontrol\u0119 wymiarow\u0105 z\u0142o\u017conych kszta\u0142t\u00f3w.<\/p>\n<p><strong>R\u00f3\u017cne zastosowania w\u0119glika krzemu wi\u0105zanego reakcyjnie<\/strong><br \/>\n1. Cz\u0119\u015bci zu\u017cywaj\u0105ce si\u0119 i \u0142o\u017cyska oporowe<br \/>\nsisic charakteryzuje si\u0119 doskona\u0142\u0105 odporno\u015bci\u0105 na zu\u017cycie i korozj\u0119, wysok\u0105 twardo\u015bci\u0105 i wytrzyma\u0142o\u015bci\u0105 na wysokie temperatury. Zdolno\u015bci te sprawiaj\u0105, \u017ce idealnie nadaje si\u0119 do r\u00f3\u017cnych element\u00f3w zu\u017cywaj\u0105cych si\u0119, takich jak p\u0142yty, \u015bruby i wirniki. Co wi\u0119cej, mo\u017cna go r\u00f3wnie\u017c stosowa\u0107 w \u0142o\u017cyskach oporowych, kt\u00f3re b\u0119d\u0105 bardzo pomocne w przenoszeniu bardzo du\u017cych obci\u0105\u017ce\u0144 w bardzo zanieczyszczonych cieczach.<br \/>\nDzi\u0119ki jego kluczowym w\u0142a\u015bciwo\u015bciom, producenci mog\u0105 produkowa\u0107 kompaktowe \u0142o\u017cyska, kt\u00f3re mog\u0105 pracowa\u0107 w zakresie temperatur od -200o C do 400o C.<br \/>\n2. Meble do piec\u00f3w i elementy pomocnicze<br \/>\nOdporno\u015b\u0107 na utlenianie, odporno\u015b\u0107 na szok termiczny i odporno\u015b\u0107 na wysokie temperatury pozwalaj\u0105 firmom produkowa\u0107 podpory piec\u00f3w o niskiej masie. R\u00f3\u017cne produkty do piec\u00f3w obejmuj\u0105 s\u0142upki, dysze palnik\u00f3w, cienko\u015bcienne belki, nastawniki i rolki.<br \/>\nProdukty te pomagaj\u0105 w oszcz\u0119dzaniu energii i oferuj\u0105 mo\u017cliwo\u015b\u0107 szybszego przetwarzania produkt\u00f3w poprzez obni\u017cenie masy termicznej w\u00f3zk\u00f3w piecowych. Jednak piec oparty na RBSC by\u0142by prawie czterokrotnie dro\u017cszy w por\u00f3wnaniu z kordierytem.<br \/>\n3. Precyzyjne komponenty<br \/>\nPo reakcji z ciek\u0142ym krzemem mo\u017cna zauwa\u017cy\u0107 pomijalnie ma\u0142\u0105 zmian\u0119 obj\u0119to\u015bci. Ta w\u0142a\u015bciwo\u015b\u0107 zapewnia doskona\u0142\u0105 kontrol\u0119 wymiar\u00f3w z\u0142o\u017conych kszta\u0142t\u00f3w. Na przyk\u0142ad, mo\u017cna produkowa\u0107 p\u00f3\u0142fabrykaty luster laserowych, \u0142awki optyczne i urz\u0105dzenia do obs\u0142ugi p\u0142ytek. Komponenty te s\u0105 sztywne i lekkie oraz charakteryzuj\u0105 si\u0119 doskona\u0142\u0105 stabilno\u015bci\u0105 termiczn\u0105.<\/p>\n<p>sisic jest szeroko stosowany w \u0142opatkach pomp i uszczelnieniach mechanicznych ze wzgl\u0119du na wysok\u0105 odporno\u015b\u0107 na \u015bcieranie. W\u0142a\u015bciwo\u015bci materia\u0142u zale\u017c\u0105 od poziomu wolnego grafitu w produkcie. Wi\u0105zany reakcyjnie w\u0119glik krzemu jest stosowany jako materia\u0142 nosa uszczelnienia, kt\u00f3ry doskonale sprawdza si\u0119 w nieprzyjaznym \u015brodowisku pracy.<br \/>\nWi\u0105zany reakcyjnie w\u0119glik krzemu to materia\u0142, kt\u00f3ry zawiera oko\u0142o 7 do 15% krzemu metalicznego, niewielk\u0105 ilo\u015b\u0107 nieprzereagowanego w\u0119gla i w\u0119glik krzemu. Materia\u0142y te s\u0105 wytwarzane przy u\u017cyciu r\u00f3\u017cnych proces\u00f3w w zale\u017cno\u015bci od potrzeb produktu ko\u0144cowego. Na przyk\u0142ad, je\u015bli chcesz produkowa\u0107 cz\u0119\u015bci zu\u017cywaj\u0105ce si\u0119, procesy produkcyjne SiC-Si b\u0119d\u0105 inne ni\u017c procesy u\u017cywane do produkcji precyzyjnych komponent\u00f3w. W\u0119glik krzemu zwi\u0105zany reakcyjnie jest idealny do zastosowa\u0144 zwi\u0105zanych ze zu\u017cyciem, takich jak d\u0142awiki steruj\u0105ce przep\u0142ywem, ruroci\u0105gi i wi\u0119ksze elementy zu\u017cywaj\u0105ce si\u0119. Jest to ekonomiczny i niezawodny materia\u0142 do wielu zastosowa\u0144 ze wzgl\u0119du na jego doskona\u0142y zestaw funkcji.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Manufacturers are looking for more energy-efficient engines and want to replace critical metals. These motives initiated the development of different ceramic materials and processes. Reaction bonded silicon carbide is a result of these investigations.Reaction bonded silicon carbide is a type of silicon carbide that is produced by a chemical reaction between graphite or porous carbon [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":280,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0,"footnotes":""},"categories":[30],"tags":[],"class_list":["post-454","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-sic-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/454","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=454"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/454\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":532,"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/454\/revisions\/532"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/media\/280"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=454"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=454"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbide.net\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=454"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}