Doska z karbidu kremíka

Doska z karbidu kremíka je mimoriadne odolný žiaruvzdorný keramický materiál s vynikajúcimi mechanickými, tepelnými a chemickými vlastnosťami, vďaka ktorým je vhodný na mnohé priemyselné aplikácie vrátane pancierovej a balistickej ochrany, rezných nástrojov a komponentov odolných proti opotrebovaniu.

Vyrába sa mletím kremičitého piesku a miešaním s uhlíkovým práškom za prítomnosti neoxidových spekárskych pomocných látok za vzniku pastovitej zmesi, ktorá sa potom lisuje za studena izostatickým lisovaním alebo vytláčaním do rôznych tvarov.

Tvrdosť

Karbid kremíka je jedným z najtvrdších materiálov na Zemi. Je kovalentnou zlúčeninou uhlíka a kremíka a vyznačuje sa odolnosťou proti korózii, extrémnou tvrdosťou, ako aj nízkou tepelnou rozťažnosťou a tuhosťou - vlastnosti, ktoré viedli k jeho širokému využitiu v mnohých aplikáciách.

Moissanit sa v prírode vyskytuje ako drahokam moissanit, ale od roku 1893 sa masovo vyrába ako prášok a kryštály, ktoré slúžia ako brúsny materiál. Spekaním ho možno tiež spájať do tvrdej keramiky, ktorá sa používa v pancierových systémoch.

Karbid niklu a kremíka nanesený elektrolytickým procesom poskytuje konzistenciu, ktorá umožňuje, aby si ostré rohy a priehlbiny zachovali svoje ostré hrany bez toho, aby nánosy povlaku upchávali slepé otvory alebo priechodné otvory, čím sa zabezpečí správna prevádzka zariadenia so zníženými nákladmi na údržbu obmedzením prestojov. To umožňuje plné pokrytie slepých alebo priechodných otvorov povlakom bez upchatia slepých otvorov nánosom povlaku; to zaručuje správnu prevádzku zariadenia, ako aj zníženie prestojov, čím sa minimalizujú náklady na údržbu obmedzením prestojov.

Odolnosť proti korózii

Karbid kremíka je mimoriadne trvanlivý materiál, odolný voči korózii v rôznych prostrediach. Vyznačuje sa vysokou tepelnou stabilitou a odolnosťou voči väčšine chemikálií a plynov; okrem toho sa môže pochváliť nízkym koeficientom tepelnej rozťažnosti, ako aj silnými mechanickými vlastnosťami.

Keramika z karbidu kremíka sa ľahko vyrába, čo z nej robí vynikajúcu voľbu pre priemyselné aplikácie. Diely možno vytvárať vytláčaním a izostatickým lisovaním za studena, čím sa vytvoria rúrky, bloky a dosky na použitie v mnohých priemyselných odvetviach.

Reakčne viazaný karbid kremíka (RB SiC) je vynikajúca žiaruvzdorná keramika, ktorá sa používa v rôznych aplikáciách, od výmuroviek pecí a komponentov pecí až po taviace zariadenia na tavenie trosky z roztavených solí. Môže sa pochváliť vynikajúcou odolnosťou proti korózii vďaka ochrannej vrstve oxidu na svojom povrchu, ktorá blokuje priamu reakciu kyslíka s kovovým kremíkom a zabraňuje ďalšej oxidácii povrchov substrátu, čím poskytuje vysokú úroveň ochrany aj voči drsným prostrediam, ako sú roztavené soli a trosky uhoľného popola.

Tepelná vodivosť

Karbid kremíka (SiC) je tvrdá chemická zlúčenina zložená z uhlíka a kremíka, ktorá sa v prírode vyskytuje ako drahokam moissanit; od roku 1893 sa však začala jeho masová výroba pre vysoko výkonné keramické aplikácie, ako sú dosky nepriestrelných viest. SiC vykazuje vynikajúcu odolnosť proti korózii s veľmi nízkym koeficientom tepelnej rozťažnosti. Okrem toho znáša extrémne teploty.

V kvapalnej fáze spekaný polykryštalický 3C-SiC s prísadami Y2O3-Sc2O3 má vlastnú tepelnú vodivosť 261,5 W/m-K; výrazne nižšiu, ako sa očakáva podľa jednoduchej teórie, v dôsledku silného rozptylu bórových defektov a fonónov1,2.

Spoločnosť Stanford Advanced Materials (SAM) ponúka široký výber SiC dosiek na rôzne použitia. Tento materiál je k dispozícii v rôznych veľkostiach a hrúbkach, môže byť vyrobený na zákazku, aby spĺňal špecifické špecifikácie, a dokonca môže byť vyrobený do tvarov presne podľa potrieb. SiC je obzvlášť vhodný na aplikácie zahŕňajúce eróziu, ako sú napríklad dýzy na otryskávanie a súčasti cyklónov, a to vďaka svojej vysoko odolnej kryštalickej štruktúre, ktorá zabraňuje útokom kyselín a zároveň ponúka dobrý výkon pri opotrebovaní v horúcom prostredí.

Chemická odolnosť

Karbid kremíka je inertný materiál s vynikajúcimi vlastnosťami chemickej a tepelnej vodivosti, vďaka čomu je vhodný na použitie v náročných prostrediach vrátane korozívnych. Okrem toho sa tento tvrdý materiál môže pochváliť výnimočnou trvanlivosťou a odolnosťou proti oderu.

Moissanit sa v prírode vyskytuje ako vzácny drahokam moissanit, ale od roku 1893 sa vďaka masovej výrobe tento materiál začal používať ako brusivo a pre svoje silné keramické vlastnosti. Ako súčasť takýchto zmesí sa často primiešava do nepriestrelných viest, štítov a barikád, ktoré používajú príslušníci orgánov činných v trestnom konaní a bezpečnostné tímy na nepriestrelnú ochranu.

Z chemického hľadiska má SiC vynikajúcu odolnosť proti korózii v prostredí roztavených solí vďaka tvorbe oxidovej bariéry, ktorá ho chráni pred priamou reakciou s útočnými látkami. Tento efekt sa dosahuje vďaka jeho štruktúre pozostávajúcej zo štyroch hexagonálnych vrstiev atómov kremíka a atómov uhlíka, ktoré majú za následok parabolickú reakčnú kinetiku pri útoku kyslíka; okrem toho substitúcia uhlíka pomáha znižovať povrchovú koncentráciu voľného kyslíka.