Rekristallisiertes Siliziumkarbid

Siliziumkarbid ist eine extrem harte Keramik, die sich durch hohe Temperaturstabilität und Korrosionsbeständigkeit auszeichnet und daher in der chemischen Industrie, in der Metallurgie und in der verschleißfesten Industrie häufig eingesetzt wird.

RSiC wird durch ein Verdampfungs-Koagulationsverfahren bei hoher Temperatur hergestellt und zeichnet sich durch eine offene Porosität von 11-15%, große Korngrößen und keine Schrumpfung während des Brennvorgangs aus.

Hohe Porosität

Rekristallisiertes Siliciumcarbid unterscheidet sich von vielen porösen Keramiken dadurch, dass es beim Brennen nicht schrumpft, so dass größere Teile mit geringeren Energiekosten und in kürzeren Produktionszyklen hergestellt werden können. Außerdem kann dieses Material Temperaturschocks und hohe Temperaturen aushalten, ohne dass seine Strukturen Schaden nehmen.

Porengröße und Mikrostruktur spielen eine wesentliche Rolle bei der Bestimmung des elektrischen Widerstands von porösem Siliciumcarbid. Durch Änderung der Sintertemperatur und des CIP-Drucks kann die Porengröße speziell auf bestimmte Anwendungen zugeschnitten werden, und durch Anpassung der chemischen Zusammensetzung lässt sich die Porosität entsprechend verändern.

Die Porengröße kann auch durch Zweitphasenadditive wie Oxide oder Silizide gesteuert werden. Durch die Manipulation von Faktoren, die den elektrischen Widerstand in porösem Siliziumkarbid beeinflussen, können sich neue und spannende Anwendungen in vielen Bereichen ergeben.

Hohe Festigkeit

Rekristallisierte Siliziumkarbidkeramik zeichnet sich durch eine fortschrittliche Mikrostruktur aus, die ihr außergewöhnliche mechanische, thermische und elektrische Eigenschaften bei allen Temperaturen verleiht, einschließlich Dimensionsstabilität, Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit auch bei extremer Hitze. Aufgrund dieser Eigenschaften eignet sich RSiC-Keramik hervorragend für den Einsatz als Brennhilfsmittel (z. B. Tunnel-, Herdwagen- und Doppelrollenöfen) oder sogar als Panzerplatten zum Schutz vor Angriffen durch ballistische Raketen.

Silikatgebundenes Siliciumcarbid (SiC), das aus grob- und mittelkörnigem SiC-Pulver hergestellt wird, das mit einem 5-15%-Aluminiumsilicat-Bindemittel gesintert wird, weist keine homogene Struktur und keine überragende Biegefestigkeit auf; außerdem zeigt es eine bessere Oxidationsbeständigkeit. Im Vergleich dazu weist RSiC ein homogeneres Gefüge mit höherer Biegefestigkeit sowie eine bessere Oxidationsbeständigkeit auf.

RSiC wird durch ein Verdampfungs-Kondensations-Verfahren hergestellt, das ein reineres, dichteres Material erzeugt als herkömmliche Pulversinterverfahren. Das bedeutet, dass weniger metallisches Silizium benötigt wird, um die Poren zu füllen, was das Risiko von Rissen während des Sinterns verringert und gleichzeitig eine genauere Teilegeometrie ermöglicht, da keine Schrumpfung während der Infiltration auftritt.

Hohe thermische Stabilität

Siliziumkarbid zeichnet sich durch eine hervorragende chemische Stabilität und Temperaturwechselbeständigkeit mit einem niedrigen Ausdehnungskoeffizienten aus. Es kann Temperaturen von bis zu 2.200 Grad Celsius standhalten. Aufgrund dieser hohen Temperaturstabilität ist Siliziumkarbid ein ausgezeichnetes Material für Anwendungen in der Energieerzeugung, wie z. B. in Kernreaktoren oder Solarkraftwerken.

Das Reaktionssintern ist eines der am weitesten verbreiteten Verfahren zur Herstellung von Keramik, bei dem Silizium- und Kohlenstoffatome in pulverförmiges Siliziumdioxid gemischt werden, um ein keramisches Material mit diamantharten Eigenschaften und kompakten Strukturen zu erhalten, aus dem verschiedene Formteile hergestellt werden können.

CoorsTek, Saint-Gobain Ceramic Materials, ESK-SIC GmbH und Fiven gehören zu den Marktführern bei der Herstellung von rekristallisiertem Siliziumkarbid, die alle auf eine lange Geschichte in ihrer Branche zurückblicken und sich stark auf Innovationen konzentrieren. Auch wenn ihre genauen Umsatzzahlen nicht öffentlich zugänglich sind, sind diese Unternehmen nach wie vor stark auf dem Markt vertreten und scheinen gut aufgestellt zu sein, um auch in Zukunft weiter zu expandieren.

Hohe Korrosionsbeständigkeit

Siliziumkarbid zeichnet sich durch eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit aus, die auf seine natürliche Materialstruktur aus ineinandergreifenden plattenförmigen Körnern zurückzuführen ist, die senkrecht entlang der Oberfläche verlaufen. Darüber hinaus bietet seine einzigartige Mikrostruktur eine unübertroffene Erosions-/Abrieb-/Thermoschockbeständigkeit sowie Dimensionsstabilität bei höheren Temperaturen; dies macht es zum idealen Werkstoff für die Herstellung von Brennhilfsmitteln und anderen Hochtemperaturanwendungen in der Industrie.

Rekristallisiertes Siliciumcarbid kann im Schlickerguss-, Strangpress- und Spritzgussverfahren zu einem Material mit hoher Festigkeit bei sehr hohen Temperaturen verarbeitet werden. Aufgrund seiner Festigkeit eignet es sich besonders für den Bau von Traggerüsten in Tunnel-, Herdwagen- und Senkrechtöfen, da es sehr hohen Temperaturen standhalten kann und gleichzeitig die Oxidationsbeständigkeit der Ofenauskleidung verbessert und den Energieverbrauch senkt.

Rekristallisiertes Siliziumkarbid bietet auch ein großes Potenzial für die Herstellung von metallverstärkter Keramik, die ein effizientes Mittel zur Kombination von Metallen und Keramiken in fortschrittlichen technischen Komponenten für Solartürme darstellt.