Реакционно связанный карбид кремния

Производители ищут более энергоэффективные двигатели и хотят заменить критически важные металлы. Эти мотивы инициировали разработку различных керамических материалов и процессов. Реакционно связанный карбид кремния - результат этих исследований. Реакционно связанный карбид кремния - это разновидность карбида кремния, который получается в результате химической реакции графита или пористого углерода с расплавленным кремнием. Материал содержит некоторые следы кремния, поэтому его также называют силицированным карбидом кремния. Его отличные износостойкие и химически стойкие качества делают его идеальным для экстремальных условий. Благодаря высокой твердости и хорошей термостойкости керамика из карбида кремния подходит для различных типов применений, таких как изнашиваемые детали и упорные подшипники.
В этом руководстве мы рассмотрим различные аспекты реакционно-связанных карбидов кремния, такие как их основные свойства и области применения. Кроме того, мы рассмотрим различные типы реакционно-связанного карбида кремния. Давайте начнем...

Обработка реакционно-связанного карбида кремния
Реакционно связанный карбид кремния получают из смесей карбида кремния и углерода с жидким кремнием. Карбид кремния получается после реакции между кремнием и углеродом. Оставшиеся после реакции поры заполняются кремнием. В результате вы получите плотный композит SiC-Si.
Гранулометрический состав и соотношение между SIC и углеродом сильно варьируются у разных производителей. Поэтому материал выпускается с широким диапазоном свойств и составов. Например, в одном крайнем случае можно пропитать углеродное волокно или ткань жидким кремнием. Но с другой стороны, можно сделать непроницаемый кремний с небольшим количеством углерода.
Кроме того, многие производители выпускают реакционно связанный карбид кремния с составами, содержащими органический пластификатор, частицы карбида кремния и углерод. Смесь формируется путем прессования, экструзии или литья под давлением. Кроме того, производители хорошо контролируют допуски компонентов, поскольку реакционный процесс обеспечивает изменение размеров менее чем на 1%.

Что представляют собой различные типы реакционно-связанного карбида кремния?
Существует два основных типа реакционно связанного карбида кремния:
1. Монолитный или твердый карбид кремния с реакционной связью
В этом типе карбида кремния кремний проникает в интегральную впитывающую способность матрицы. В результате вы получаете непроницаемую композицию. Свободный кремний также создает текстуру поверхности, которая снижает трение и продлевает срок службы деталей.
Монолитный карбид кремния с реакционной связью - хороший кандидат для изготовления трибологических компонентов. Он используется в жидкостях с некоторой едкостью или кислотностью, включая абразивные материалы, топливо, легкие углеводороды и т. д. Он обладает высочайшей пропускной способностью при сопряжении с различными механическими углеродными материалами.
2. Реакционно связанный карбид кремния с графитом (CMC)
Это непроницаемый материал, обладающий уникальной текстурой поверхности. Его красивая текстура обусловлена наличием графита и кремния. Этот вид керамики из карбида кремния также обладает отличной теплопроводностью и меньшей степенью теплового расширения. Благодаря этим свойствам она подходит для применения в устройствах, подверженных различным силам трения, ударам, эрозии, истиранию, высоким температурам и тепловому удару.

Различные свойства карбида кремния
Марка материала определяет свойства различных компонентов карбида кремния. Например, материал демонстрирует отличную прочность на изгиб при комнатной температуре в случае полностью плотного композита SIC-SI. И он сохраняет это свойство до температуры плавления кремния, которая составляет 1410 °C. Модуль Юнга варьируется от 350 до 400 ГПа.
Ниже перечислены основные свойства карбида кремния:
Карбид кремния обладает отличной способностью противостоять широкому спектру кислот и щелочей.
Он обладает хорошей устойчивостью к износу и окислению.
Материал обладает хорошей способностью противостоять истиранию.
Благодаря высокой теплопроводности и низкому коэффициенту теплового расширения он обладает превосходной стойкостью к тепловым ударам.
Он сохраняет свою прочность при очень высоких температурах.
Карбид кремния хорошо контролирует размеры сложных форм.

Различные области применения реакционно-связанного карбида кремния
1. Износостойкие детали и упорные подшипники
Сизик обладает превосходной износостойкостью и коррозионной стойкостью, высокой твердостью и высокотемпературной прочностью. Благодаря этим свойствам он идеально подходит для различных изнашиваемых компонентов, таких как пластины, винты и крыльчатки. Кроме того, вы можете использовать его в упорных подшипниках, которые будут очень полезны для переноса чрезвычайно высоких нагрузок в очень загрязненных жидкостях.
Благодаря его основным свойствам производители могут выпускать компактные подшипники, способные работать в диапазоне температур от -200o C до 400o C.
2. Мебель для печей и вспомогательные компоненты
Устойчивость к окислению, термоударам и высоким температурам позволяет компаниям производить опоры для печей малой массы. Различные печные изделия включают в себя стойки, сопла горелок, тонкостенные балки, закладные детали и валки.
Эти продукты помогают экономить энергию и обеспечивают более высокую производительность за счет снижения тепловой массы печных вагонеток. Однако печь на основе RBSC будет почти в четыре раза дороже по сравнению с кордиеритом.
3. Прецизионные компоненты
Вы заметите пренебрежимо малое изменение объема после реакции с жидким кремнием. Это свойство позволяет отлично контролировать размеры сложных форм. Например, вы можете изготавливать заготовки лазерных зеркал, оптические скамьи и устройства для обработки пластин. Эти компоненты жесткие, легкие и обладают отличной термостабильностью.

Сизик широко используется в лопастях насосов и торцевых уплотнениях благодаря высокой износостойкости. Свойства материала зависят от содержания свободного графита в продукте. Реакционно связанный карбид кремния используется в качестве материала для носовой части уплотнений, который отлично работает в неблагоприятных условиях эксплуатации.
Реакционно связанный карбид кремния - это материал, содержащий от 7 до 15% металлического кремния, небольшое количество непрореагировавшего углерода и карбид кремния. Эти материалы производятся с использованием различных процессов в зависимости от потребностей конечного продукта. Например, если вы хотите изготовить износостойкие детали, процесс производства SiC-Si будет отличаться от процесса, используемого для производства прецизионных компонентов. Реакционно связанный карбид кремния идеально подходит для износостойких применений, таких как дроссели управления потоком, трубопроводы и более крупные износостойкие компоненты. Это экономичный и надежный материал для множества применений благодаря своему превосходному набору характеристик.