Vše, co potřebujete vědět o desce z karbidu křemíku

Karbid křemíku je tvrdý a pevný materiál, který se běžně používá v průmyslových a strojírenských aplikacích. V tomto článku se budeme věnovat všemu, co potřebujete vědět o tomto univerzálním materiálu - jeho složení, výrobním procesům a aplikacím použití.

Tvrdost umožňuje těmto deskám poskytovat ochranu před různými hrozbami, jako jsou kulky a pancéřové střely, a zároveň zajišťuje výjimečnou chemickou odolnost.

Tvrdost

Karbid křemíku (SiC) je jedním z nejtvrdších dostupných materiálů, hned po diamantu. Díky této extrémní tvrdosti je SiC ideální pro pancéřové desky, řezné nástroje a součásti odolné proti opotřebení a může se pochlubit skvělými mechanickými vlastnostmi včetně lomové houževnatosti, Youngova modulu a pevnosti v ohybu.

Desky SiC jsou nedílnou součástí pancířů a pancéřových systémů vozidel pro balistické aplikace a poskytují ochranu před různými typy střel, od pistolových střel až po střepiny o vysoké rychlosti. Jejich lehká konstrukce umožňuje větší mobilitu a pohodlí uživatelů a zároveň snižuje zatížení vozidla.

karbid křemíku je díky svým jedinečným vlastnostem vynikající volbou pro vojenské a donucovací aplikace, včetně pancéřování karoserií a vozidel. Dokáže odolat nárazům střel a pancéřových střel s výraznou penetrací; navíc chrání před vysokorychlostními střepinami i chemickými hrozbami.

Společnost GAB Neumann nabízí výrobky z karbidu křemíku pro technologická zařízení a balistickou ochranu, přičemž využívá složitý výrobní proces sestávající z přípravy prášku a míchání s pojivy, vytlačování nebo tvarování izostatickým lisováním za studena, obrábění a nakonec spékání za vysokých teplot a tlaku. Vyrobený vysoce výkonný materiál je srovnatelný s karbidem bóru, pokud jde o hustotu, tvrdost a balistické schopnosti, ale při nižších výrobních nákladech; díky tomu je v těchto aplikacích lepší alternativou než keramika oxidu hlinitého.

Tepelná vodivost

Desky z karbidu křemíku se vyznačují vysokou tepelnou vodivostí a mohou se rychle zahřívat nebo ochlazovat, takže jsou vhodné pro aplikace, kde rychle kolísají teploty, jako jsou pece nebo jiná prostředí pro tepelné zpracování. Kromě toho se tento materiál může pochlubit nízkou tepelnou roztažností, díky níž je stabilní i v prostředí, kde dochází k rychlým teplotním změnám.

SiC je výjimečně tvrdý, pevný a chemicky inertní materiál, díky čemuž je vysoce odolný proti korozi v drsném prostředí - ideální pro průmyslové procesy, při nichž se používají chemikálie nebo jiné korozivní látky. Odolnost SiC proti mechanickému poškození navíc znamená, že odolává vysokému namáhání, aniž by se poškodil nebo zdeformoval.

Chemická odolnost SiC je výhodná i pro high-tech aplikace, včetně zrcadel vesmírných teleskopů. Díky své schopnosti odolávat extrémně vysokým teplotám při zachování celistvosti je SiC ideální volbou materiálu pro tato zrcadla, takže astronomické teleskopy s vysokou úrovní tepla jsou pro zrcadla vyrobená z SiC vynikající volbou. Také urychlovače částic často využívají tento materiál díky jeho schopnosti snášet vysoké teploty i napětí, aniž by se roztavil nebo narušil jejich výkon.

Karbid křemíku se vyrábí v různých formách a má jedinečné vlastnosti. Nejčastěji se setkáváme s karbidem křemíku alfa (a-SiC) s hexagonální krystalovou strukturou podobnou wurtzitu; tato forma se široce používá v průmyslových aplikacích. Karbid křemíku beta (b-SiC) s krystalovou strukturou zinek blende, díky níž je méně křehký než jeho alfa verze, má méně aplikací, ale zůstává ekonomickou volbou.

Odolnost vůči vysokým teplotám

Karbid křemíku nabízí výjimečnou odolnost vůči vysokým teplotám, což je nepostradatelná vlastnost v mnoha průmyslových aplikacích. Tento keramický materiál se vyrábí spékáním prášku SiC za extrémního tlaku a tepla a výsledkem je extrémně hustý výrobek, který si zachovává mechanickou pevnost i při zvýšených teplotách. Díky své schopnosti odolávat tepelným šokům a chemické degradaci v náročných podmínkách je karbid křemíku vynikající volbou pro pancéřovou ochranu, řezné nástroje, součásti odolné proti opotřebení a součásti odolné proti opotřebení obecně.

Karbid křemíku se od ostatních keramických materiálů liší velmi nízkou tepelnou roztažností a odolností proti korozi kyselými látkami, takže je vhodný pro aplikace v chemickém průmyslu, kde by materiály mohly přijít do styku s kyselinami, abrazivy nebo jinými agresivními chemikáliemi. Desky z karbidu křemíku mají také vynikající elektrické vlastnosti, takže jsou vhodné pro polovodičové substráty nebo elektronické součástky.

Desky z karbidu křemíku se vyrábějí v několika krocích, od přípravy prášku a míchání s pojivy, tvarování, spékání a broušení/leštění až po balení finálního výrobku do kartonů/dřevěných krabic nebo na míru podle specifikací zákazníka. Desky z karbidu křemíku mají četné využití, včetně řezacích/brousicích kol/kotoučů různých typů/stupňů/velikostí nebo brusných kotoučů z nich vyrobených; žáruvzdorné obložení kulových mlýnů, jakož i tryskací trysky/části cyklonů, které potřebují odolnost proti erozi, to jsou jen některé příklady použití/aplikací/aplikací, kde lze nalézt desky/pláty/bariéry z karbidu křemíku.

Chemická odolnost

Karbid křemíku je vysoce odolný vůči chemikáliím a nevykazuje žádné změny chování ani v přítomnosti silných kyselin a zásad, takže je vhodný do prostředí s plyny nebo kapalinami způsobujícími korozi. Kromě toho se může pochlubit vynikajícími vlastnostmi odolnosti proti tepelným šokům, přičemž zůstává rozměrově stabilní i při zvýšených teplotách.

Chemická stabilita karbidu křemíku umožňuje jeho použití jako brusného materiálu v řezných nástrojích a dalších průmyslových aplikacích, přičemž tvrdost podle Mohsovy stupnice 9,5 (téměř stejná jako u diamantu) zajišťuje vynikající brusné vlastnosti a díky svým lomovým vlastnostem je vhodný i pro brusný papír a textilní výrobky.

Karborundová keramika se často používá v karborundovém tisku, což je forma kolážové grafiky. Hliníková deska pokrytá pastou obsahující karborundovou drť se umístí na válcový lis používaný pro tisk z hloubky a na jejím povrchu se vytvoří tiskové stopy.

Desky z karbidu křemíku jsou díky své výjimečné tvrdosti, ochraně proti více hrozbám a odolnosti nepostradatelnou součástí moderních ochranných prostředků a brnění. Desky z karbidu SiC lze nalézt ve vestách, přilbách a dalších pancéřových systémech, které nosí vojáci, policisté a bezpečnostní pracovníci; zejména pokud jde o balistické hrozby, jako jsou kulky, střepiny a pancéřové projektily. Lehká povaha plátů SiC navíc snižuje opotřebení a únavu nositelů.