Предимства на силициев карбид Fiber

Влакната от силициев карбид са висококачествен керамичен материал с множество предимства, включително устойчивост на окисляване при висока температура, твърдост, здравина и ниска плътност. Освен това той се отличава с отлични свойства на устойчивост на корозия и термична стабилност.

COVID-19 оказа неблагоприятно въздействие върху търсенето и веригите за доставки в много отрасли, което доведе до забавяне на производството сред производителите на аерокосмически и отбранителни продукти.

Устойчивост на високи температури

Влакната от силициев карбид се отличават като изключителен избор за композити с метална и керамична матрица поради изключителната си устойчивост на високи температури, благодарение на изключителната си якост на разрушаване и устойчивост на окисляване, което им позволява да останат непокътнати при температури, надвишаващи 1000 F (540 градуса по Целзий). Тяхната стабилност се дължи на ниското съдържание на кислород, което осигурява високотемпературна стабилност във времето.

Този материал представлява лека, но високоефективна алтернатива на суперсплавите на никелова основа, като предлага подобна здравина, топлоустойчивост и химическа инертност, но същевременно е по-лек и по-издръжлив. Освен това неговата химически инертна природа означава, че той е устойчив на корозия, както и на химически повреди.

Създаден е иновативен производствен процес за производство на устойчиви на високи температури влакна от силициев карбид. Като се използва нискомолекулен силан (LPS) като суровина и се реагира с органично съединение, което съдържа уплътняващи елементи, за да се получи AL- и Y-съдържащ поликарбосилан (PACS и PYCS), непрекъснати влакна от които след това се изпридат с помощта на технологията за топено предене, преди да се синтероват, за да се образува високотемпературно устойчиво SiC влакно.

Висока якост

Влакното от силициев карбид е здрав материал, който може да издържа на екстремни температури. Благодарение на своя стехиометричен състав и поликристална микроструктура, съставът му придава висока якост на опън, а твърдостта и химическата му устойчивост го правят подходящ за процеси на закаляване на метали, както и за приложения в маслото при операции по закаляване на метали. Освен това силициевият карбид може да издържа на среди с високо налягане - което го прави отличен вариант за уплътнения на маслени помпи, както и за други механични продукти, работещи при такива условия.

Очаква се нарастващото производство на аерокосмически и военни продукти, увеличеното финансиране на НАСА и други фактори да доведат до увеличаване на търсенето в Северна Америка на влакна от силициев карбид, използвани в керамични спирачни дискове за спортни автомобили, както и в бронежилетки.

Изследователският център Glenn на НАСА е разработил микровълнов процес за производство на по-здрави SiC въжета, който помага на производителите да намалят изискванията за мощност, температурата на обработка и времето за обработка, както и да заздравят повредени или нискокачествени SiC въжета за подобряване на производителността. Освен това този иновативен процес спестява разходи за труд, като същевременно увеличава добива на използваем SiC.

Високотемпературна стабилност

Влакната от силициев карбид са известни с това, че са изключително здрави и издръжливи материали с отлична топлопроводимост и устойчивост на термично разширение, устойчиви на корозия, с висок модул на якост и с ниски стойности на термично разширение и якостни свойства - качества, които ги правят подходящи за процесите на закаляване в масло при закаляване на метали, както и за използване в абразивоустойчиви материали или композити с керамична матрица.

Растеж на пазара на силициевокарбидни влакна Пазарът на непрекъснати силициевокарбидни влакна се разраства бързо поради търсенето на леки компоненти в космическата и отбранителната промишленост. Благодарение на своята превъзходна устойчивост на окисляване и химическа чистота, непрекъснатите влакна от силициев карбид могат да бъдат намерени в множество приложения; докато тъканите влакна от силициев карбид могат да бъдат подходящи дори за високотемпературни приложения, като например ядрени реактори или металургични пещи.

За изследване на морфологията на повърхността на готовите SiC-9 и SiC-14 влакна, произведени в нашата лаборатория, беше използван SEM. Съдържанието на кислород в тези образци беше само 0,07 тегловни процента - значително под стехиометричното съотношение на SiC. Термичната стабилност беше отлична, без забележими промени дори при продължителна термична обработка.

Устойчивост на корозия

Влакната от силициев карбид са усъвършенстван керамичен материал с превъзходни термични, химични и механични свойства. Способността им да издържат на високи температури ги прави подходящи за приложения, при които други материали биха се разрушили или повредили бързо; докато устойчивостта им на пълзене, окисляване, умора и пълзене ги прави подходящи материали за приложения в космическото и военното оборудване.

Устойчивостта на SiC влакна на корозия се дължи на ниската плътност на порите и високата специфична повърхност, постигнати чрез процес на инфилтрация и пиролиза. Поликарбосиланът от молекулите на прекурсора навлиза в порите, за да образува вторичен силициев карбид, който след това намалява размера на порите; зелените образци, произведени чрез тази стъпка, след това се подлагат на множество цикли на инфилтрационно-пиролиза, което увеличава плътността им, като същевременно намалява порьозността.

Пандемията COVID-19 предизвика хаос във веригите за търсене и предлагане в редица отрасли. Много фабрики са затворени, а авиокомпаниите и отбранителната промишленост са изправени пред трудности в работата си поради ограничения в пътуванията и товарите.