Dele af siliciumcarbid

Siliciumcarbid, ofte kaldet SSiC, er et hårdt, kemisk inert materiale, der bruges i forskellige applikationer, herunder sandblæsningsdyser og slibeskiver.

Siliciumcarbid kan bearbejdes i enten grøn eller kikset tilstand; men for at opnå præcise tolerancer skal det først sintres og bearbejdes ved hjælp af dyre diamantslibeprocesser - når dette er gjort, vil de producerede dele være dimensionsnøjagtige.

Modstandsdygtighed over for høje temperaturer

Siliciumcarbid er et inert og kemisk hårdt keramisk materiale med stor temperaturtolerance, der forbliver stærkt selv ved temperaturer helt op til 1400 grader, samtidig med at det er meget modstandsdygtigt over for termisk chok og syrer/alkalier/smeltede salte.

Siden Acheson først opfandt den moderne produktion af siliciumcarbid tilbage i 1891, har moderne SiC-produktion bestået i at blande ler med koks i pulverform. Når blandingen er blandet, komprimeres den omkring en kulstofleder i en elektrisk modstandsovn, hvor der løber elektrisk strøm igennem den for at få kulstof- og siliciumatomer til at sætte sig sammen til SiC-krystaller og danne SiC-krystaller.

Siliciumkarbidens ekstreme hårdhed har gjort det populært i slibeprodukter som sandpapir, slibeskiver og skæreværktøjer. Desuden bruges siliciumcarbid også som ildfast foring i industriovne samt som slidstærke dele i pumper og raketmotorer.

Halvledere af siliciumcarbid har længe været en vigtig del af elektroniske apparater. Deres højspændingsmodstand er 10 gange større end galliumnitrids, og de fungerer særligt godt, når de arbejder ved 1000 V eller mere.

Siliciumcarbids alsidighed gør, at det også kan bruges til mange andre ting. Dets formbarhed gør det muligt at forme det til skudsikre veste, keramiske belægninger på maskindele som bremser og koblinger for at reducere friktion og forlænge deres levetid samt at bruge det som spejlmateriale i nogle af de største astronomiske teleskoper - nogle med en diameter på op til 3,5 m (11 fod)! Kemisk dampudfældningsteknologi producerer spejle med fremragende refleksionsevne og stivhedskvaliteter fremstillet af siliciumcarbid til brug som spejlmateriale!

Modstandsdygtighed over for korrosion

Siliciumcarbid (SiC) er meget modstandsdygtigt over for syre, alkali og kemiske forbindelser samt høje temperaturer, hvilket gør det velegnet til brug i industrier som metallurgi, slibemidler og ildfaste materialer. SiC's korrosionsbestandighed skyldes et adsorptionslag, der dannes på overfladen, og som absorberer ilt for at beskytte det mod indtrængen i dets indre og kemiske angreb. Korrosionsbestandigheden forbedres yderligere af den høje hårdhed, den lave varmeudvidelseskoefficient og de gode sejhedsegenskaber.

Grovmasket siliciumcarbid, der ofte bruges til ætsning og rengøring af metaldele, har evnen til at ætse overfladerne dybt, samtidig med at det fjerner forurenende stoffer på dem. Denne proces er vigtig i genfremstillingsprocessen, fordi den bringer metallet tilbage til dets oprindelige tilstand; restaureringsindustrien bruger også grovmasket siliciumkarbid med en stiv overflade, som skaber riller på delene, så malingen kan hæfte hurtigere.

Reaktionsbundet siliciumcarbid (RB SiC) og silica-infiltreret siliciumcarbid (SSiC) er to af de hyppigst producerede typer siliciumcarbidprodukter, som begge fremstilles ved at infiltrere rent siliciumcarbidpulver med ikke-oxidiske sintringshjælpemidler og derefter sintre ved meget høje temperaturer. Begge materialer er kemikaliebestandige: RB SiC er særligt modstandsdygtigt over for fosforsyre, svovlsyre og salpetersyre, mens SSiC giver højere kemisk beskyttelse - især over for fosforsyre, svovlsyre og salpetersyre, samtidig med at det er modstandsdygtigt over for natriumklorid- og magnesiumnitratopløsninger.

Høj styrke

Siliciumcarbid (SiC) er et af de letteste, hårdeste og stærkeste avancerede keramiske materialer på markedet i dag. Det har imponerende egenskaber som god slidstyrke, kemisk inerti, styrke ved høje temperaturer og kompatibilitet med mekaniske tætninger, der gør det velegnet til mekaniske tætninger/lejer/lejehuse/blæserdyser osv.

SiC er et syntetisk materiale fremstillet ved at reagere silicium med kulstof i elektriske lysbueovne eller gennem højtryksinfiltration, hvilket giver et enestående korrosions- og oxidationsbestandigt materiale, der er i stand til at modstå miljøer med høje temperaturer, mens det stadig er stærkt og holdbart.

SiC er en kubisk krystal med tetraedrisk binding, som giver den enestående hårdhed og styrke, og den er også polymorf, hvilket betyder, at forskellige former har forskellige stakningsmønstre af silicium- og kulstofatomer.

Siliciumcarbid skiller sig ud fra keramiske materialer ved at have en usædvanlig høj trækstyrke på grund af sine kovalente bindinger, der hjælper det med at modstå slid og slagskader, og ved at være et af de få materialer, der kan modstå høje temperaturer uden at lide af styrkeforringelse.

Siliciumkarbidens høje trækstyrke gør det velegnet til mekaniske tætninger og lejer, der kræver lave slidhastigheder med overlegne friktionsegenskaber, herunder kompression samt bøjnings- eller vridningskræfter. Derfor er siliciumcarbid et meget pålideligt materialevalg med uovertruffen modstandsdygtighed over for kompression samt bøjnings- og vridningskræfter - hvilket gør det meget anbefalelsesværdigt.

SiC-dele kan modstå slid, erosion og korrosion i en lang række anvendelser; SiC kan modstå alt fra slibende medier i kemiske reaktorer til pumpning af olieslam i olieanlæg uden at blive væsentligt slidt.

Høj slidstyrke

Siliciumcarbid er et af de hårdeste og stærkeste materialer, der nogensinde er skabt. Dets krystalstruktur består af lige dele silicium- og kulstofatomer, der er bundet i tetraedriske bindinger til hinanden; denne unikke bindingskonfiguration resulterer i enestående mekanisk styrke, slidstyrke og slidbestandighed.

Indvendige muffer af siliciumcarbidkeramik kan modstå ekstreme temperaturer og slid uden at revne, er kemisk inerte og har en lav varmeudvidelseskoefficient - egenskaber, der gør dem til et fremragende valg til komponenter, der skal fungere pålideligt i barske miljøer som f.eks. industriovne. Siliciumcarbidkeramiske indvendige muffer findes som ildfaste foringer i industriovne samt brænderdyser, strålerør og flammerør, der bruges af brændere, og de findes også som glideringe eller lejer i slibeapplikationer som f.eks. glideringe eller lejer.

Helt tæt sintret siliciumcarbid er et ideelt materiale til at modstå fjendtlige væsker ved høje temperaturer. For at fremstille det skal rent siliciumcarbidpulver infiltreres med ikke-oxidiske sintringshjælpemidler før komprimering og formning, mens der kan bruges forskellige bindemidler ved formning af kolde isostatiske pressepastaer. Desuden giver tilsætning af grafit til sintring af siliciumcarbid kompositdele med forbedret tribologisk ydeevne og smøreegenskaber.

På grund af hårdheden og den vanskelige bearbejdning kræver komponenter af siliciumcarbid præcisionsslibning og polering med diamantkorn for at opfylde præcise tolerancer for effektiv fremstilling og testning (lækagesøgning, revnetestning og tryktestning). Juntys team har mange års erfaring med fremstilling af siliciumcarbidkomponenter; vores ingeniører kan hjælpe dig med at vælge den rigtige kvalitet, der passer til din unikke anvendelse eller dit design.

Høj præcision

Siliciumcarbid (SiC) har en hårdhed, der kun overgås af diamant og borcarbid, hvilket gør det til det ideelle materiale til dele, der udsættes for slitage. Desuden er SiC modstandsdygtigt over for korrosion og har høj termisk stabilitet med minimal termisk udvidelse - kvaliteter, der har gjort det til et populært valg i halvlederproduktionsmiljøer.

SiC fås i en række forskellige former, der hver især har deres egne karakteristika, som gør det muligt for ingeniører at vælge det materiale, der er bedst egnet til en given opgave eller anvendelse. For eksempel gør SiC's stivhed det til et velegnet materiale til montering af rumfartøjers undersystemer, mens dets høje modstandsdygtighed over for vibrationer og høje temperaturer gør det til et pålideligt materiale.

SiC kan også bruges til elproduktion, herunder isolering og tændrørskomponenter, som skal kunne modstå ekstreme temperaturer og elektrisk strøm. SiC er i stand til at modstå både høje temperaturer og elektriske felter uden at bukke under for elektrisk ledning gennem huller eller revner; dets tætte sammensætning reducerer også vægten til brug i højspændingsapplikationer som hurtigopladning af elbiler.

Matmatch har lister med over 60 producenter og fremstillere af SiC-materialer og -produkter på verdensplan, som tilbyder forskellige former for dette materiale, f.eks. relativt urent keramik fremstillet med SiC-krystallitter bundet sammen af et bindemiddel eller ekstremt rene enkeltkrystalwafers. Mange producenter har også faciliteter, der er dedikeret til at forarbejde SiC i henhold til kundespecifikationer; for eksempel leverer Elkem Processing Services' (EPS) facilitet i Liege, Belgien, tilpassede SiC-produkter, der er skræddersyet specifikt til kundeordrer; de køber rå SiC-materiale, forbereder det i henhold til specifikke parametre og pakker det derefter, før det sendes ud.