Sinterlenmiş Silisyum Karbür - Neredeyse Her Şeyin Üstesinden Gelebilen Süper Bir Malzeme

Neredeyse elmas kadar sert olan, suda yüzebilen, kavurucu ısılara dayanabilen, onu yemeye çalışan kimyasallara gülüp geçen ve üzerine ne atarsanız atın gücünü koruyan bir malzeme düşünebiliyor musunuz? Evet, sinterlenmiş silisyum karbür o inanılmaz madde!

Bu malzeme o kadar şaşırtıcı özelliklere sahip ki, bir şeyler yapabileceğiniz hemen hemen her şeyi yok edebilecek ortam ve koşullarla başa çıkabiliyor.

Sinterlenmiş silisyum karbürü bu kadar özel yapan şeyin ne olduğuna bir göz atalım.

Sinterlenmiş Silisyum Karbür Nedir?

Sinterlenmiş silisyum karbürolarak da bilinir. sinterlenmiş SiC veya SSiCsüper ince SiC tozunun birbirine yapışmasına yardımcı olan bazı özel bileşenlerle karıştırılması, bir kalıba konması ve çok yüksek sıcaklıkta pişirilmesiyle yapılır. Bu işlem tozu katı hale getirir ancak tamamen eritmez. Sinterlenmiş SiC'ye vahşi özelliklerini veren şey herhangi bir yapıştırıcı veya ekstra fazın olmamasıdır.

Bu seramiğin sertlik Elmastan sonra ikinci sırada. Bu var düşük yoğunluk - 40% civarında çelik ve alüminyuma yakın. Sinterlenmiş SiC dirençler korozyon ve OKSİDASYON Silisyum karbürdeki güçlü bağlar sayesinde inanılmaz derecede iyi. Aynı zamanda kendi güç ve sertlik Çoğu malzemenin lapaya dönüştüğü çok yüksek sıcaklıklarda bile.

Sinterlenmiş SiC Neden Bu Kadar Özeldir?

Sinterlenmiş SiC'in akıllara durgunluk veren özelliklerinden bazılarına göz atalım Bu şeyi bu kadar kullanışlı yapan şey:

Çılgınca Zor

ile Knoop sertliği . 2800 GPaSinterlenmiş silisyum karbür, çizilmeye veya her türlü aşınmaya karşı elmas hariç hemen hemen her şeyden daha iyi direnç gösterebilir. Bu, kaydığı ve parçacıklar tarafından çarpıldığı kullanımlarda diğer malzemelerden çok daha uzun süre dayandığı anlamına gelir.

Elmas daha sert olan tek şeydir. SiC'nin gülünç sertliği, silikon ve karbon atomları arasındaki süper güçlü bağlardan gelir. Bu bağlar sıkıca tutunur ve bırakmak istemez!

Hafif ama Güçlü

Listelerin dışında bir güce sahip olmasına rağmen, sinterlenmiş SiC sadece 3,15 g/cc yoğunluğa sahiptir. Bu alüminyuma yakın, yani bu malzeme güzel ve hafif!

Bu, metaller yerine sinterlenmiş SiC'den yapılan parçaların çok daha hafif olabileceği anlamına gelir. Dönen ekipmanlar daha düşük ağırlıkla daha hızlı dönebilir. Ve şunu dinleyin: SiC aslında sıvı alüminyum içinde yüzer! Bu yüzden erimiş metalle uğraşmak zorunda olan pompa parçaları için harikadır.

Korozyona ve Oksidasyona Şampiyon Gibi Direnir

Metaller korozyona karşı koymak için koruyucu bir oksit tabakasına ihtiyaç duyar. Fakat sinterlenmiş SiC Saldırıya uğrayabilecek herhangi bir bağlayıcı veya ekstra aşamaya sahip değildir. Ona attığınız hemen hemen her ortamda korozyona gülüp geçer.

SiC, 1650°C'ye kadar oksitleyici havada bile gücünü korur! Korozyon ve oksidasyon direnci, son derece güçlü silikon-karbon bağlarından gelir. Çok yüksek sıcaklıklara çıkmadığınız sürece parçalanmak ve oksitlenmek istemezler.

Çılgın Sıcaklarda Bile Güçlü Kalır

Bu kovalent bağlar SiC'nin içindeki SiC, vahşi sıcaklıklarda bile sert ve güçlü kalmasını sağlar. Sinterlenmiş SiC tam gücünü korur yaklaşık 1750°C - kırmızı sıcak! Metallerin aksine, zayıflamaz veya sarkmaz.

Bu yüksek modüllü SiC aynı zamanda ağır yükler altında yavaşça deforme olmayacağı veya sürünmeyeceği anlamına gelir. Böylece yüksek sıcaklıklarda büyük streslerin üstesinden geleceğine güvenebilirsiniz. Fırın parçaları ve havacılık kullanımları için mükemmeldir!

Termal Şokla Başa Çıkabilir

ile termal iletkenlik . 125 W/mKSiC, ısı enerjisini hızlı bir şekilde aktarır ve hızlı sıcaklık değişimlerini idare edebilir. Bu, sinterlenmiş SiC'ye büyük termal şok direnci diğer seramiklerle karşılaştırıldığında.

Ani sıcaklık değişimleri kırılgan malzemelerin dengesiz genleşme nedeniyle çatlamasına neden olabilir. Ancak SiC çatlamaz çünkü ısıyı çok iyi iletir. Sıcaklık değişimlerine sorunsuzca uyum sağlayabilir.

Oda Sıcaklığında Sinterlenmiş SiC Özellikleri

İşte sinterlenmiş SiC'nin oda sıcaklığındaki (20°C) bazı temel istatistikleri:

• Yoğunluk- 3,15 g/cc (hafif!)
• Sertlik- 2800 GPa (çılgınca sert!)
• Kopma Modülü- 380 MPa
• Çekme Dayanımı- 250 MPa
• Basınç Dayanımı- 3900 MPa
• Elastik Modül- 410 GPa
• Termal Genleşme- 4 x 10^-6 in/in °C (düşük genleşme)
• Termal İletkenlik- 125 W/mK (ısıyı iyi iletir)
• Poisson Oranı– 0.16

Bu Harika Malzemenin Kullanım Alanları

İnanılmaz özellik karışımıyla sinterlenmiş silisyum karbür, aşınma, korozyon ve aşırı ısının sorun yaratacağı işler için mükemmel bir seçimdir:

• Conta yüzeyleripompalarda aşındırıcı çamurlar yüksek hız ve basınçta işlenir. SiC contalar bu yükü kaldırabilir.
• Yüksek ısı fırın parçalarıtüpler, destekler ve termokupl kapakları gibi. SiC en sıcak fırınlarda bile güçlüdür.
• Aşınmaya dayanıklı astarlarAşındırıcı cevherler veya tozlar taşıyan oluklar ve bunkerler için. SiC aşınmaz!
• Gaz türbini parçalarıoksidasyona, korozyona ve çılgın sıcaklıklara dayanmak zorunda.
• Brülörler için nozullarve fırınlar. SiC korozyona ve ısıya karşı dayanıklıdır.
• Seramik zırhSiC'den yapılmış metal zırhtan daha hafiftir ama yine de mermileri durdurur.
• 3D baskılı bileşenlerSiC'de özel şekiller ile mümkündür.

Sinterlenmiş silisyum karbür, zorlayıcı koşullara gülen süper bir malzeme gibidir. Elmas benzeri sertlik ve düşük yoğunluk gibi şaşırtıcı özellikleri bir araya getirerek, diğer malzemelerin hızla bozulduğu durumlarda dayanıklı olmasını sağlar. Bu da sinterlenmiş SiC'yi zorlu uygulamalar için son derece değerli bir seramik haline getirir.