制造商们正在寻找更节能的发动机,并希望取代关键金属。这些动机推动了不同陶瓷材料和工艺的发展。反应结合碳化硅是通过石墨或多孔碳与熔融硅的化学反应生成的一种碳化硅。这种材料含有微量的硅,因此也被称为硅化碳化硅。它具有出色的耐磨性和耐化学性,因此非常适合极端环境。由于碳化硅陶瓷具有高硬度和良好的耐温性,因此适用于磨损部件和推力轴承等不同类型的应用。
在本指南中,我们将介绍反应键合碳化硅的不同方面,如主要特性和应用。此外,我们还将介绍反应键合碳化硅的不同类型。让我们开始吧...
反应键合碳化硅的加工
反应结合碳化硅是由碳化硅和碳与液态硅的混合物生成的。硅和碳反应后得到碳化硅。反应后剩余的孔隙由硅填充。这样,就得到了高密度的碳化硅-硅复合材料。
不同生产商生产的碳化硅的粒度分布和碳化硅与碳的比例差异很大。因此,这种材料的性能和组成范围非常广泛。例如,在一个极端,你可以将液态硅渗入碳纤维或碳布。然而,在另一个极端,你可以用少量的碳制成不透水的硅。
除此之外,许多制造商还使用含有有机增塑剂、碳化硅颗粒和碳的配方生产反应粘合碳化硅。混合物通过压制、挤压或注塑成型形成。此外,由于反应过程的尺寸变化小于 1%,因此制造商可以很好地控制组件公差。
反应键合碳化硅有哪些不同类型?
反应结合碳化硅主要有以下两种类型:
1.单片或固体反应结合碳化硅
在这种碳化硅中,硅渗入基体的整体吸收性中。因此,你会得到一种不透水的成分。游离硅还能产生表面纹理,减少摩擦,延长部件寿命。
单片反应键合碳化硅是摩擦学元件的理想候选材料。它可用于具有一定腐蚀性或酸性的流体,包括磨料、燃料、轻碳氢化合物等。与不同的机械碳材料配合使用时,它具有最高的 PV 性能。
2.反应键合碳化硅与石墨(CMC)
它是一种不透水的材料,具有独特的表面纹理。其美丽的纹理是由于石墨和硅的存在。这种碳化硅陶瓷还具有出色的导热性和较低的热膨胀系数。这些特性使其适用于易受不同摩擦力、冲击、侵蚀、磨损、高温和热冲击的应用。
碳化硅的不同特性
材料等级决定了碳化硅不同成分的性能。例如,在室温下,完全致密的 SIC-SI 复合材料具有极佳的弯曲强度。其杨氏模量范围为 350 至 400 GPa。
以下是碳化硅的一些主要特性:
碳化硅具有出色的耐各种酸碱的能力。
它具有良好的耐磨性和抗氧化性。
这种材料具有良好的抗磨损能力。
由于其热导率高、热膨胀系数低,因此具有出色的抗热震性。
它在极高的温度下也能保持强度。
碳化硅具有良好的复杂形状尺寸控制能力。
反应键合碳化硅的不同应用
1.磨损件和止推轴承
Sisic 具有出色的耐磨性、耐腐蚀性、高硬度和高温强度。这些特性使其成为板、螺钉和叶轮等不同磨损部件的理想材料。此外,它还可用于推力轴承,在污染严重的液体中承受极高的负荷。
由于其主要特性,制造商可以生产出可在 -200o C 至 400o C 温度范围内工作的紧凑型轴承。
2.窑具和支撑部件
抗氧化性、抗热震性和耐高温性使公司能够生产低质量的窑炉支架。不同的窑炉产品包括支柱、燃烧器喷嘴、薄壁梁、支架和辊。
这些产品有助于节约能源,并通过降低窑车的热质量来提高产品产量。然而,与堇青石相比,基于 RBSC 的窑炉几乎要昂贵四倍。
3.精密部件
与液态硅反应后,您会发现体积变化极小,几乎可以忽略不计。这种特性使您可以对复杂形状进行出色的尺寸控制。例如,您可以制造激光镜坯料、光学工作台和晶片处理装置。这些部件刚度高、重量轻,并具有出色的热稳定性。
石墨具有很高的耐磨性,因此被广泛应用于泵叶片和机械密封中。材料特性取决于产品中的游离石墨含量。反应结合碳化硅可用作密封鼻材料,在恶劣的工作环境中也能完美工作。
反应结合碳化硅是一种含有约 7 至 15% 金属硅、少量未反应碳和碳化硅的材料。根据最终产品的需要,这些材料的生产工艺多种多样。例如,如果您想生产耐磨部件,那么碳化硅的生产工艺就会与您生产精密部件的工艺不同。反应结合碳化硅是流量控制扼流圈、管道和大型耐磨部件等耐磨应用的理想材料。由于其卓越的特性,它是一种经济可靠的材料,适用于多种应用。