烧结碳化硅--几乎无所不能的超级材料
你能想到一种材料几乎和钻石一样坚硬,能漂浮在水面上,能承受炙热的高温,能抵御化学物质的侵蚀,而且无论你向它扔什么,它都能保持强度吗?那就是 烧结碳化硅 就是这种不可思议的物质!
这种材料具有惊人的特性,可以应对足以摧毁任何其他材料的环境和条件。
让我们来看看烧结碳化硅的特殊之处。
什么是烧结碳化硅?
烧结碳化硅又称 烧结碳化硅 或 SSiC这种材料是将超细碳化硅粉末与一些能使其粘在一起的特殊成分混合,然后将其放入模具中,在极高的温度下蒸煮而成。这样可以将粉末熔成固体,但不会完全熔化。由于没有任何胶水或额外的相,因此烧结碳化硅具有一系列独特的特性。
这种陶瓷具有 硬度 仅次于钻石。它有 低密度 - 约为钢的 40%,接近铝。 烧结碳化硅 抵制 腐蚀性 和 氧化 得益于碳化硅中的强力粘合剂,它的性能好得令人难以置信。它还能保持 力量 和 刚性 即使在高温下,大多数材料也会变成糊状。
烧结碳化硅为何如此特别?
让我们来了解一下烧结碳化硅的一些令人惊叹的特性,包括 这东西为何如此有用:
这太难了
用 努氏硬度 的 2800 GPa烧结碳化硅的抗划痕和抗磨损性能几乎优于除金刚石以外的任何材料。这就意味着,与其他材料相比,烧结碳化硅在被微粒撞击和滑动的情况下能保持更长的使用寿命。
钻石 是唯一较硬的材料。碳化硅的超强硬度来自于硅原子和碳原子之间的超强结合。这些键紧紧地粘在一起,不愿松开!
轻巧而坚固
尽管实力超群、 烧结碳化硅的密度仅为 3.15 g/cc.这接近铝,所以这东西又轻又好!
这意味着用烧结碳化硅代替金属制造的部件重量更轻。旋转设备可以在重量更轻的情况下旋转得更快。而且,SiC 还能漂浮在铝液中!因此,它非常适用于需要处理熔融金属的泵部件。
抗腐蚀和抗氧化能力超强
金属需要一层保护性氧化层来抵御腐蚀。但是 烧结碳化硅 没有任何粘合剂或额外的阶段会受到腐蚀。在几乎任何环境下,它都能笑对腐蚀。
即使在高达 1650°C 的氧化空气中,SiC 仍能保持其强度!其耐腐蚀性和抗氧化性来自于极强的硅碳键。除非温度超过超高温,否则它们就不会断裂和氧化。
即使在酷热中也能保持强劲性能
"(《世界人权宣言》) 共价键 使其即使在高温下也能保持刚度和强度。 烧结碳化硅可保持其全部强度 至 1750°C - 炽热!与金属不同,它不会变得脆弱或下垂。
"(《世界人权宣言》) 高模量 SiC 还意味着它在重负荷下不会缓慢变形或蠕变。因此,您可以相信它能在高温下承受巨大的应力。非常适合用于熔炉部件和航空航天用途!
处理热冲击
用 导热性 的 125 W/mK因此,碳化硅能快速传递热能,并能承受快速的温度波动。这使得烧结碳化硅 极强的抗热震性 与其他陶瓷相比
突然的温度变化会使脆性材料因不均匀膨胀而开裂。但碳化硅不会开裂,因为它的导热性能非常好。它能很好地适应温度变化。
烧结碳化硅在室温下的特性
以下是烧结碳化硅在室温(20°C)下的一些主要数据:
- 密度- 3.15 克/立方厘米(轻量级)
- 硬度- 2800 GPa(硬度超高)
- 断裂模数- 380 兆帕
- 拉伸强度- 250 兆帕
- 抗压强度- 3900 兆帕
- 弹性模量- 410 GPa
- 热膨胀- 4 x 10^-6 英寸/英寸 °C (低膨胀)
- 导热性- 125 W/mK(导热性能良好)
- 泊松比– 0.16
这种神奇材料的用途
烧结碳化硅具有令人难以置信的各种特性,是磨损、腐蚀和酷热等问题的最佳选择:
- 密封面在泵中,SiC 密封件可在高速和高压下处理磨损性渣浆。碳化硅密封件可以经受住考验。
- 高热炉部件如管子、支架和热电偶盖。即使在最热的熔炉中,碳化硅的强度也很高。
- 耐磨衬里用于输送磨蚀性矿石或粉末的溜槽和料斗。碳化硅不会磨损!
- 燃气轮机部件它们必须经受氧化、腐蚀和极端高温的考验。
- 燃烧器喷嘴和熔炉。碳化硅耐腐蚀、耐高温。
- 陶瓷装甲由碳化硅制成的装甲比金属装甲轻,但仍能阻挡子弹。
- 3D 打印组件在碳化硅中可以实现定制形状。
烧结碳化硅就像一种超级材料,在严酷的条件下也能笑傲江湖。它具有金刚石般的硬度和低密度等令人惊叹的特性,在其他材料很快就会失效的情况下,碳化硅仍能经久耐用。这使得烧结碳化硅在具有挑战性的应用中成为一种极具价值的陶瓷。