Rekrystalliseret siliciumcarbid

Siliciumcarbid er en ekstremt hård keramik, der har en overlegen temperaturstabilitet og korrosionsbestandighed, hvilket gør den meget udbredt i kemiske, metallurgiske og slidstærke industrier.

RSiC produceres via en fordampningskoagulationsproces ved høj temperatur og har åbne porøsiteter fra 11-15%, store kornstørrelser og ingen krympning under brændingsprocessen.

Høj porøsitet

Rekrystalliseret siliciumcarbid adskiller sig fra mange porøse keramiske materialer ved, at det ikke skrumper under brændingen, hvilket gør det muligt at fremstille større dele med lavere energiomkostninger og i kortere produktionscyklusser. Desuden kan dette materiale modstå termisk chok samt høje temperaturer uden at beskadige dets strukturer.

Porestørrelse og mikrostruktur spiller en vigtig rolle i bestemmelsen af den elektriske resistivitet i porøst siliciumcarbid. Ved at ændre indstillingerne for sintringstemperatur og CIP-tryk kan porestørrelsen skræddersys specifikt til bestemte anvendelser, mens justeringer af den kemiske sammensætning gør det muligt at ændre porøsiteten tilsvarende.

Porestørrelser kan også kontrolleres gennem andenfasetilsætningsstoffer som oxider eller silicider. Ved at manipulere de faktorer, der påvirker den elektriske resistivitet i porøst siliciumcarbid, kan der opstå nye og spændende anvendelser på mange områder.

Høj styrke

Rekrystalliseret siliciumcarbidkeramik har en avanceret mikrostruktur, som giver dem enestående mekaniske, termiske og elektriske egenskaber ved alle temperaturer, herunder dimensionsstabilitet, korrosionsbestandighed og styrke selv ved ekstreme varmeniveauer. På grund af disse egenskaber er RSiC-keramik et fremragende valg til brug som ovnmøbler (f.eks. tunnel-, skyttel- og dobbeltrulleovne) eller endda panserplader mod ballistiske missilangreb.

Silikatbundet siliciumcarbid (SiC), fremstillet af groft og mellemkornet SiC-pulver sintret med 5-15% aluminosilikatbindemiddel, mangler homogen struktur og overlegen bøjningsstyrke; derudover udviser det overlegen oxidationsmodstand. Til sammenligning har RSiC en mere homogen struktur med større bøjningsstyrke samt øget modstandsdygtighed over for oxidation.

RSiC fremstilles gennem en fordampningskondensationsproces, der skaber et mere rent og tættere materiale end almindelige pulversintringsprocesser, hvilket betyder, at der kræves mindre metallisk silicium for at fylde porerne, hvilket mindsker risikoen for revnedannelse under sintring og samtidig giver en mere præcis emnegeometri, fordi der ikke sker nogen krympning under infiltrationen.

Høj termisk stabilitet

Siliciumcarbid har en overlegen kemisk stabilitet og modstandsdygtighed over for termisk chok med en lav udvidelseskoefficient. Det kan modstå temperaturer på op til 2.200 grader C. På grund af denne høje temperaturstabilitet er siliciumcarbid et fremragende materialevalg til energiproduktion som f.eks. atomreaktorer eller solkraftværker.

Reaktionssintring er en af de mest udbredte metoder til keramisk produktion, hvor silicium- og kulstofatomer blandes sammen i pulveriseret silica for at danne keramisk materiale med diamanthårde egenskaber og kompakte strukturer, der producerer forskellige formede dele.

CoorsTek, Saint-Gobain Ceramic Materials, ESK-SIC GmbH og Fiven er blandt markedslederne inden for fremstilling af omkrystalliseret siliciumcarbid, og de har alle en lang historie inden for deres branche og et stærkt fokus på innovation. Selv om deres nøjagtige salgstal måske ikke er offentligt tilgængelige, har disse firmaer en betydelig tilstedeværelse på markedet og ser ud til at være godt placeret til at opleve fortsat ekspansion i fremtiden.

Høj korrosionsbestandighed

Siliciumcarbid har en enestående korrosionsbestandighed på grund af dets naturlige materialestruktur af sammenlåsende pladelignende korn, der løber vinkelret langs overfladen. Desuden giver den unikke mikrostruktur uovertruffen modstandsdygtighed over for erosion, slid og termiske stød samt dimensionsstabilitet ved højere temperaturer, hvilket gør det til det ideelle materiale til fremstilling af ovnmøbler og andre højtemperaturanvendelser i industrien.

Rekrystalliseret siliciumcarbid kan formes ved hjælp af glidestøbning, ekstrudering og sprøjtestøbning for at fremstille materiale med overlegen styrke ved meget høje temperaturer. Styrken gør det særligt velegnet til konstruktion af bærende rammer i tunnelovne, skyttelovne og nedfyrede ovne, da det gør det muligt at modstå meget høje temperaturer, samtidig med at ovnens foring bliver mere modstandsdygtig over for oxidation, og energiforbruget falder.

Rekrystalliseret siliciumcarbid har også et stort potentiale til at producere metalforstærket keramik, hvilket giver en effektiv måde at kombinere metaller og keramik i avancerede tekniske komponenter, der bruges til solenergitårne.