Karbid křemíku vázaný nitridem

Karbid křemíku vázaný nitridem je neuvěřitelně pevný a houževnatý materiál s výjimečnou odolností proti korozi, který je ideálním materiálem bočních stěn velkých předpálených hliníkových elektrolytických článků.

Dosavadní pokusy o vytvoření vazby pro oxid křemičitý, která by poskytovala velmi vysokou pevnost při zvýšených teplotách a zároveň zůstala odolná vůči oxidaci, byly úspěšné pouze částečně.

Pevnost při vysokých teplotách

Četné pokusy o výrobu žáruvzdorných těles z karbidu křemíku s vysokou pevností za tepla, vynikající odolností proti oxidaci a silnou odolností proti tepelným šokům selhaly z důvodu neúčinného jílu nebo jiných složek vytvářejících sklovité vazby, které nebyly dostatečně odolné proti oxidaci, což vedlo ke ztrátě pevnosti při provozních teplotách.

Tento vynález poskytuje nový a zdokonalený žáruvzdorný materiál obsahující zrna karbidu křemíku držená pohromadě vazbami nitridu křemíku, s mimořádně vysokým modulem přetržení při 1350 st. C, který je přibližně dvakrát vyšší než u stávajících vysoce kvalitních žáruvzdorných materiálů z karbidu křemíku na trhu.

Cihly z karbidu křemíku s nitridovou vazbou Duratec se široce používají v tunelových a kyvadlových pecích a slouží jako ideální materiál bočních stěn pro velké předpálené hliníkové elektrolytické články. Vyznačuje se vynikající korozní odolností proti kryolitové korozi a také vynikající pevností v ohybu. Kromě toho lze k jeho tvarování použít vibrační lisování před tím, než se k jeho vypálení do tvaru použije stupňovité vysokotlaké nitrační slinování.

Vysoká odolnost

Karbid křemíku vázaný nitridem vyniká mezi technickými materiály jednou z nejvyšších hodnot houževnatosti. Vyznačuje se extrémně vysokou mechanickou pevností a odolností proti tečení a oxidaci při zvýšených teplotách; navíc SiC poskytuje vynikající lomovou houževnatost, takže je tento materiál ideální pro aplikace, kde je vyžadována odolnost keramiky proti nárazům a otřesům.

NBSiC je vysoce odolný vůči tepelným šokům. Vyznačuje se velmi vysokou pevností v ohybu při nízkých teplotách a lze jej tvarovat do složitých tvarů pomocí Blaschova procesu, přičemž má vynikající odolnost proti opotřebení a snadno se čistí.

NBSiC dobře odolává korozi způsobené kryolitem a měděnou struskou a má vynikající žáruvzdorné vlastnosti, díky nimž je ideálním materiálem bočních stěn pro velké předpálené hliníkové elektrolytické články. Tuto vlastnost navíc dokládá jeho velmi dlouhá životnost v kampani; při vystavení zrychlenému oxidačnímu testu standardní tělesa z karbidu křemíku časem přibývají na váze, protože jejich kvalita se časem zhoršuje - což je ukazatel, že se rychle kazí.

Vysoká hustota

Karbid křemíku vázaný nitridem má vysokou hustotu, takže je vhodný pro aplikace, kde je snížení hmotnosti kritické. Jeho vynikající tepelná vodivost navíc šetří energii při provozu zařízení s teplotami vyššími než 120 st.

NBSiC se vyrábí odléváním vodné suspenze obsahující hrubá zrna karbidu křemíku a jemné částice oxidu křemičitého spolu s žáruvzdorným pojivem, jako je mullit nebo magnezit, a následným tvarováním zelených tvarů a zahříváním v dusíkové atmosféře, kde plynný dusík reaguje s křemíkem za vzniku nitridu křemíku.

Výsledkem této reakce je produkt s relativně vysokým obsahem oxidu křemičitého a velmi nízkým obsahem nitridu křemíku, který se vyznačuje velmi vysokou pevností křemíkové vazby, vynikající odolností proti tepelným šokům a korozi, dobrou odolností proti alkalické erozi a také dobrou odolností proti oxidaci - díky tomu je velmi univerzální pro různé průmyslové aplikace.

Vysoce vodivé

Karbid křemíku vázaný nitridem se může pochlubit vynikající tepelnou vodivostí pro efektivní přenos tepla a rovnoměrné teploty v celé výrobní lince, zatímco jeho odolnost proti oděru chrání termočlánky před opotřebením, což pomáhá ušetřit náklady na opravy nebo prostoje.

Karbid křemíku s nitridovou vazbou má vynikající chemickou odolnost proti korozi kryolitem a měděnou struskou, což z něj činí ideální materiál pro použití na velkých předpálených hliníkových elektrolytických článcích jako boční stěny.

Karbid křemíku vázaný nitridem (NBC) je moderní žáruvzdorný materiál složený z vysoce kvalitního SiC a průmyslového práškového oxidu křemičitého jako suroviny, který se vibračním lisováním formuje do výrobků speciálního tvaru a poté se slinuje pomocí vysokotlakého nitračního slinování. NBC se může pochlubit mnoha výjimečnými vlastnostmi, jako je vysoká pevnost při zvýšených teplotách, vynikající houževnatost, nízká roztažnost, velká tepelná vodivost, malý koeficient lineární roztažnosti a dobré vlastnosti odolnosti proti otěru - ideální pro použití v ocelářském průmyslu, metalurgii barevných kovů a keramickém průmyslu ve srovnání s tradičními deskami karbidu křemíku a výrobky z kordieritového mullitu, které jsou lehčí, pevnější, nedeformované energeticky účinnější, čímž šetří místo v peci a mají delší životnost než tradiční desky karbidu křemíku nebo výrobky z kordieritového mullitu.