Piikarbidin liimaus - Nitridisidottu SiC

Piikarbidia käytetään usein sovelluksissa, joissa sen on kestettävä korroosiota, kulutusta ja korkeita lämpötiloja sekä lujuutta ja sitkeyttä erityisesti iskuolosuhteissa.

Muotoiltujen piikarbidiosien liittämiseen metalliin tai muihin piikarbidiosiin on olemassa lukuisia tekniikoita. Valitettavasti näillä kalliilla ja monimutkaisilla menetelmillä ei kuitenkaan ole vielä laajoja teknisiä sovelluksia.

Nitridisidottu

Nitridisidottu SiC on erittäin luja materiaali, jossa yhdistyvät piikarbidin erinomainen kulumis- ja iskunkestävyys sekä ylivoimainen lämpöshokkien kestävyys, joten se on erinomainen valinta sovelluksiin, joihin liittyy nopeita lämpötilan tai lämpösyklien vaihteluita, emäksisen eroosion ja kulutuksen kestävyyttä, emäksisen kestävyyttä sekä emäksisen korroosion suojausta. Tätä materiaalia voidaan valmistaa nitridoimalla piijauheen (Si) ja piikarbidihiukkasten (SiC) seos; kun se altistetaan typelle, reaktio muodostaa piidinitridiä, joka sitoutuu kaikkiin hiukkasiin vahvaksi komposiitiksi, mikä johtaa tiiviiseen komposiittirakenteeseen.

Tämä tulenkestävä materiaali voidaan valmistaa lähes verkon muotoon, mikä säästää aikaa ja rahaa sen valmistuksessa, koska hionta- tai muut viimeistelytoimet jäävät pois. Se on erityisen käyttökelpoinen sovelluksissa, joissa vaaditaan suurta kulutuskestävyyttä, kuten kaivostoiminnan syklonit ja hiililaitokset; vuoraustöissä; korroosiosuojaus kuuluu sen ominaisuuksiin; sillä on myös erinomainen lämpöshokkien kestävyys, koska se ei kostu metallisuloista, mikä tekee siitä sopivan alumiinin pelkistyskennoihin tai jätteenpolttolaitoksiin.

Reaktiosidonnainen piidinitridi voidaan valmistaa nitridoimalla SiC-"taikina" tai -kompakti varovasti korkeissa lämpötiloissa, jolloin sen hiukkaset sitoutuvat erilaisiin metallinitrideihin, kuten boorista, vanadiinista, titaanista ja tantaalista koostuviin nitrideihin, muodostaen vahvan keraamisen materiaalin, joka kestää kulutusta, iskuja ja lämpöshokkeja sekä on inertti hapoille ja emäksille, mikä tekee siitä sopivan korroosionkestäviin ympäristöihin.

SiC on päällystetty erilaisilla metallinitrideillä, jotka on kerrostettu sen pinnalle kerroksittain, mikä luo erittäin kovan ja kulutusta kestävän pinnan, jolla on myös erinomainen lämpöshokkien kestävyys ja joka on kostumaton tulenkestävä materiaali erityisiin teollisiin sovelluksiin.

Nitridisidottuja tulenkestäviä aineita on saatavana eri muotoisina, kokoisina ja eri lajiteltuina erilaisiin polttotarpeisiin. Yleisesti valmistetaan valuharkkoina, ja suuremmat hyllyt, joihin on asennettu paisuntasaumat, on varustettu helpottamaan jännitystä polton aikana. Muistathan, että aina kun nitridisidotut hyllyt ovat kuumia kosketeltaessa, ne on purettava/kuormattava varovasti ja varovasti, jotta estetään sähköiskun syntyminen hyllyä ladattaessa tai purettaessa.

Reaktio Sidottu

Reaktiosidottu alumiinioksidi (RBAO) reaktiosidonta tarjoaa keinon luoda erittäin räätälöityjä keraamisia tuotteita, jotka ovat ihanteellisia ainutlaatuisiin muotoihin ja suurempiin kokoihin sekä teollisiin käyttötarkoituksiin, kuten kaivostoiminnan syklonit, jotka vaativat suurta kulutuskestävyyttä. Reaktiosidottu piikarbidikeramiikka tarjoaa erinomaista lämpöstabiilisuutta alhaisemmissa lämpötiloissa; molemmat valmistusprosessit tarjoavat poikkeuksellista lujuutta, kestävyyttä ja kulutuskestävyyttä useilla teollisuudenaloilla.

Reaktioliimaus on varttamismenetelmä, jossa organosilaanireagenssi yhdistetään silikageeliin muodostaen läpäisemättömän materiaalin, joka kestää useimpia nesteitä (myös kohtalaisen syövyttäviä ja happamia liuoksia) ja on samalla kulutusta ja hapettumista kestävä, joten se soveltuu tribologisiin komponentteihin.

Reagoidessaan organosilaanien kanssa silikageelin pinta voi muodostaa uusia kemiallisia sidoksia orgaanisten molekyylien kanssa, ja tämä uusi materiaali voidaan tunnistaa käyttämällä pintavahvistettua Raman-spektroskopiaa (SERS), joka on kehittynyt tekniikka, joka antaa tietoa oksidimateriaalien pintamorfologiasta [1].

SERS-spektrianalyysi piidioksidipinnasta, johon on kiinnittynyt molekyylejä, osoittaa useita piikkejä, jotka viittaavat niiden läsnäoloon: leveät kaistat 4000 cm-1:n kohdalla johtuvat piihapon polymeerisestä kondensaatiosta, kun taas terävät piikit 3700 cm-1:n kohdalla johtuvat piin ja hapen taivutus- ja venytysmoodeista.

SERS-menetelmällä voidaan havaita myös muita piikkejä, mukaan lukien molekyylien, jotka ovat sitoutuneet pintoihin sidosten kautta. Metyleeni- ja metyyliryhmät näkyvät noin 0,8 ja 1,2 ppm:n kohdalla, ja niiden selvät piikit osoittavat näiden ryhmien suurta sidostiheyttä.

Tetraetoksisilaanin ja silikageelin reaktiossa syntyneiden sidottujen faasien SERS-spektreissä on kaksi ainutlaatuista piikkiä. Toinen lähellä -90 ppm:ää edustaa piiatomeja, jotka on yhdistetty kolmella siloksaanisidoksella hiileen (joita kutsutaan yleisesti geminaissilanoleiksi), kun taas 13 ppm:n kohdalla on hiili-13 CP-MAS NMR -piikkejä, jotka johtuvat metanoli- tai asetoniryhmien kiinnittymisestä hydroksyyliryhmään (Si-CH2-CH3).