Перекристалізований карбід кремнію

Рекристалізований карбід кремнію (RSiC) - це виняткова кераміка, яка чудово підходить для широкого спектру застосувань. Завдяки чудовим механічним властивостям і неперевершеній корозійній стійкості, RSiC виділяється серед керамічних матеріалів як один з найкращих варіантів для використання в багатьох галузях промисловості.

Для виробництва цього матеріалу можна використовувати лиття під тиском, екструзію або лиття під тиском, який потім спікається при високих температурах, щоб видалити зв'язуючу речовину і отримати чистий RSiC.

Сила

Рекристалізований карбід кремнію (RSiC) - це надзвичайно міцний керамічний матеріал з чудовою механічною міцністю, який зберігає свої властивості при надзвичайно високих температурах, що робить його придатним для широкого спектру застосувань у різних галузях промисловості, включаючи хімічну, металургійну, виробництво зносостійких матеріалів та високотемпературних печей. R-SiC також може похвалитися чудовою твердістю - набагато твердішою, ніж алмаз, і може оброблятися за допомогою звичайних методів.

RSiC відрізняється від інших форм карбіду кремнію тим, що не містить вторинних фаз або зв'язуючих речовин, які можуть послабити і розділити його керамічний матеріал. Натомість процес спікання створює чистий карбід кремнію без сполучного матеріалу.

Кристалічна природа RSiC сприяє його вражаючій термічній стабільності. Він може витримувати екстремальні температури без деградації і швидко переходити між різними температурними діапазонами, не руйнуючись з часом - якості, які дозволяють RSiC ефективно працювати навіть у складних умовах, де традиційні метали і полімерні композити не змогли б впоратися.

RSiC також може похвалитися відмінною електроізоляцією і низьким коефіцієнтом теплового розширення, що робить його основним кандидатом для промислового застосування, наприклад, для футерування печей і духових шаф. Крім того, R-SiC є ефективним матеріалом для сонячних електростанцій, оскільки він поглинає сонячне світло і перетворює його в енергію, яка нагріває повітря перед тим, як запустити парову турбіну, що виробляє електроенергію - забезпечуючи аналогічну продуктивність за меншу вартість при більшій довговічності, ніж традиційні матеріали для сонячних панелей.

Термічна стабільність

Карбід кремнію (SiC) - це інертний керамічний матеріал з чудовими механічними властивостями. Він особливо стійкий до підвищених температур і може витримувати екстремальні умови без руйнування. Термічна стабільність SiC робить його чудовим вибором для високотемпературних застосувань, що вимагають швидких температурних переходів; крім того, його низький коефіцієнт теплового розширення допомагає мінімізувати ризик теплового удару, який в іншому випадку може пошкодити керамічні матеріали.

Рекристалізований карбід кремнію (RSiC) знайшов широке застосування в різних галузях промисловості завдяки своїй чудовій міцності, ерозійній стійкості та стійкості до окислення. Однак через меншу щільність і пористу структуру міцність на вигин RSiC дещо нижча, ніж у щільного SiC. Формування або виготовлення за допомогою лиття під тиском є трудомістким процесом, який може зайняти багато днів до завершення.

Щоб вирішити цю проблему, Wenming Guo та інші розробили новий метод виробництва RSIC [1]. Цей процес використовує метод випаровування-коагуляції для отримання зеленого тіла, що складається з суміші грубого і дрібного порошку SiC з 520 частин на мільйон Fe, O і вільних частинок SiC розміром 0,2-350 мм; потім проводять три цикли піролізу-рекристалізації, поки не буде досягнута висока щільність паркінгу. Цей підхід дозволяє отримати щільні RSIC з чудовою міцністю на вигин, що робить їх ідеальними для використання в напівпровідниковій промисловості [2, 3, 4].

Електрична ізоляція

Рекристалізований карбід кремнію має чудові електроізоляційні властивості і є чудовим вибором матеріалу для застосувань, що вимагають високої термостійкості та мінімального теплового розширення. Крім того, його стійкість до корозії та окислення робить його придатним для використання в суворих умовах.

RSiC можна виготовляти методами лиття під тиском, екструзії та лиття під тиском, а потім спікати при високих температурах у печі, щоб перекристалізувати кремнеземний зв'язуючий компонент і створити щільні та міцні вироби, подібні до виробів з карбіду кремнію, але з вищою термостійкістю. Крім того, інфільтрація металевого кремнію після спікання може ще більше розширити його корисний температурний діапазон.

Завдяки своїм сильним механічним властивостям RSiC є важливим конструкційним матеріалом для високотемпературних застосувань, таких як меблі для печей. Здатний витримувати як екстремальні температури, так і високі навантаження, він є ідеальним вибором для балок, роликів, піддашшя і просідань в печі; крім того, його товщина дозволяє збільшити місткість, зменшуючи при цьому енергоспоживання.

Твердість RSiC можна використовувати в таких сферах застосування, як сопла піскоструминних апаратів і компоненти шламових насосів, щоб мінімізувати знос, подовжити термін служби обладнання та захистити гарантії на нього. Водночас корозійна стійкість робить цей матеріал ідеальним для таких застосувань, як колектори частинок вихлопних газів дизельних транспортних засобів і носії каталізаторів.

Стійкість до корозії

Рекристалізований карбід кремнію є однією з найбільш універсальних вогнетривких керамік на ринку. Завдяки поєднанню міцності, стійкості до стирання та корозійної стійкості він є чудовим матеріалом для виготовлення керамічних деталей для використання в пічних меблях та агломераційному обладнанні, а його структура з низькою щільністю добре підходить для виготовлення напівпровідникових приладів та оптоелектронних компонентів.

RSiC - це надзвичайно міцний матеріал, який забезпечує виняткову корозійну стійкість у найрізноманітніших умовах навколишнього середовища, таких як кислоти, луги та розплавлені метали. Завдяки створенню пасивного оксидного бар'єру на своїй поверхні, він може протистояти впливу кислот, лугів і розплавлених металів, не піддаючись їхньому впливу. Крім того, RSiC також може похвалитися стійкістю до термічних ударів і окислення, що робить його ідеальним матеріалом для високотемпературних застосувань.

RSiC виділяється як матеріал з відмінною стабільністю розмірів і корозійною стійкістю, а також механічними властивостями, які роблять його ідеальним матеріалом для вогнетривких опор. Більш міцний, ніж опори з кордієриту або муліту, і тонший, не впливаючи на механічні характеристики, він дозволяє виробляти деталі з меншою щільністю, що знижує коефіцієнт завантаження, покращує використання і знижує енергоспоживання в печах.

RSiC виділяється в печах завдяки своїй чудовій стійкості до окислення, наприклад, в будівельних запальниках, які працюють в умовах високотемпературного окислення. Окислення може послабити міцність, погіршити електропровідність і навіть повністю зруйнувати матеріал; проте цей матеріал добре витримує хімічні атаки і суворі умови навколишнього середовища, що є перевагою в нафтопереробці.