Реакционно свързан SiC - оптимална производителност при екстремни условия

Реакционно свързаният SiC (RBSC) е плътен керамичен материал, съставен от силициев карбид и въглеродни частици. Изпичането води до минимални промени в размерите му, което позволява производството на почти чиста форма без допълнителни разходи за обработка след изпичането.

Установено е, че структурата на порите на RBSC зависи от няколко ключови променливи, свързани със степента на графитизация, размера и морфологията на въглеродните източници; тяхното влияние върху реактивността на въглерода по отношение на силициевата стопилка е огромно.

Висока якост

Силициевият карбид е изключително здрав и твърд материал, който може да издържа на високи нива на натоварване, без да нарушава структурната си цялост. Поради ниската си плътност и високата си специфична твърдост силициевият карбид е желан материал в ситуации като космическите телескопи, при които трябва да се вземат предвид ограниченията на теглото.

Химическата инертност на RB SiC го прави идеален за приложения, при които се влиза в контакт с агресивни химикали. Освен това устойчивостта му на температурни шокове му позволява да издържа на внезапни промени в условията на околната среда.

За да увеличим якостта на огъване и модула на еластичност на RB SiC, изследвахме как различните съдържания на въглерод влияят върху микроструктурата му. Като използвахме композитен прекурсорен разтвор от PF и FA прекурсори, успяхме да контролираме както съдържанието, така и кристалността на въглерода в нашата пореста преформа, произвеждайки RB SiC с по-високи свойства на якост на огъване и еластичен модул.

Висока топлопроводимост

SiC е с висока топлопроводимост, с приблизителна проводимост от 300 W/mK, което прави RBSC отличен избор за приложения, изискващи висока температура.

RBSC се отличава с отлична устойчивост на абразивно и ерозивно износване, което го прави идеален за взискателни индустриални среди. Освен това неговият нисък коефициент на термично разширение позволява бързи температурни колебания без компромис със структурната цялост.

Разпределението на размера на частиците на суровината, използвана при приготвянето на RBSC преформи, има огромно влияние върху тяхната микроструктура и физични свойства, като например якост на огъване и стойности на модула на еластичност. Увеличаването на съдържанието на сажди води до подобряване на микроструктурата с по-големи стойности на якостта на огъване и модула на еластичност в крайните продукти с по-добра микроструктура.

Разширение при ниска температура

Реакционно свързаният SiC предлага на приложенията, които изискват устойчивост на високи температури, изключителна способност за термично разширение, постигната чрез използването на въглеродни сажди и микросферичен графит в процеса на производство. Съставът, структурата и свойствата на Reaction Bonded SiC варират в зависимост от съдържанието на въглерод, пропорцията, морфологията и формата на използваните въглеродни източници.

Реакционното свързване е ефективен метод за производство на керамични материали, като огнеупорни материали, порести филтърни тела и компоненти, които се износват, като механични уплътнения и лагери.

RB SiC е изключително здрав и надежден материал, който се отличава в различни среди. Благодарение на ниския си коефициент на термично разширение този материал е идеален за приложения, изискващи прецизна стабилност на размерите, като например помпи, лагери и дросели за контрол на потока. Освен това този универсален материал може да се използва и за производство на компоненти за оборудване за производство на полупроводници, като например компоненти за обработка на пластини.

Ниско триене

Реакционно свързаният силициев карбид (RBSC) е адаптивен керамичен материал, който може да бъде оформен в сложни форми за професионални и промишлени приложения. RBSC се отличава с отлична износоустойчивост с нисък коефициент на разширение, устойчивост на корозия, както и с изключителни електрически свойства.

RBSC се произвежда чрез инфилтриране на порести форми от силициев карбид с течен силиций. По този начин се получава керамика с непропусклива структура, устойчива на умерено разяждащи и киселинни течности, както и на леки въглеводороди. Освен това непропускливият състав и повърхностната структура намаляват триенето, което удължава живота на компонентите, и е лек и твърд, което го прави подходящ за космически телескопи, при които има ограничения за теглото на полезния товар; неговата високостабилна по размери повърхност допълнително увеличава стойността.

Висока химическа устойчивост

Реакционно свързаният SiC е изключително устойчив на химическа корозия, което го прави идеален за среди, в които се използват корозивни материали. Освен това ниското му термично разширение и якост му позволяват да издържа на екстремни температури.

Производството с реакционно свързване включва инжектиране на разтопен силиций в порест въглероден материал, опакован във формата на желаната от вас част, където след това той реагира с въглеродните молекули, за да образува силициев карбид.

Изследванията показват, че якостта на огъване, модулът на еластичност и порьозността на RBSC керамиката зависят от съдържанието и дела на въглеродния материал. Постигането на разумна градация както по отношение на въглеродния източник, така и по отношение на морфологията значително подобрява експлоатационните характеристики; това осигурява равномерно разпределение на свободните сикови частици в рамките на плътно подредената микроструктура и отлични свойства на крайните продукти.