Όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για την πλάκα καρβιδίου πυριτίου

Η πλάκα καρβιδίου του πυριτίου είναι ένα σκληρό, ισχυρό υλικό που χρησιμοποιείται συνήθως σε βιομηχανικές και μηχανολογικές εφαρμογές. Σε αυτό το άρθρο θα καλύψουμε όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για αυτό το ευέλικτο υλικό - τη σύνθεσή του, τις διαδικασίες κατασκευής και τις εφαρμογές χρήσης.

Η σκληρότητα επιτρέπει σε αυτές τις πλάκες να παρέχουν προστασία από πολλαπλές απειλές, όπως σφαίρες και διατρητικές σφαίρες, ενώ παράλληλα παρέχουν εξαιρετική χημική αντοχή.

Σκληρότητα

Το καρβίδιο του πυριτίου (SiC) είναι ένα από τα σκληρότερα διαθέσιμα υλικά, δεύτερο μετά το διαμάντι. Λόγω αυτής της ακραίας σκληρότητας, το SiC είναι ιδανικό για πλάκες θωράκισης, κοπτικά εργαλεία και εξαρτήματα ανθεκτικά στη φθορά και διαθέτει εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες, όπως αντοχή σε θραύση, μέτρο ελαστικότητας Young και αντοχή σε κάμψη.

Οι πλάκες SiC αποτελούν αναπόσπαστο στοιχείο των συστημάτων θωράκισης σώματος και οχημάτων για βαλλιστικές εφαρμογές, παρέχοντας προστασία από διάφορους τύπους βλημάτων, από σφαίρες πιστολιού έως θραύσματα υψηλής ταχύτητας. Η ελαφριά κατασκευή τους επιτρέπει μεγαλύτερη κινητικότητα και άνεση για τους χρήστες, ενώ ελαφρύνει το φορτίο του οχήματος.

Οι μοναδικές ιδιότητες του καρβιδίου σιλικόνης το καθιστούν εξαιρετική επιλογή για στρατιωτικές εφαρμογές και εφαρμογές επιβολής του νόμου, συμπεριλαμβανομένων εφαρμογών θωράκισης αμαξωμάτων και οχημάτων. Μπορεί να αντέξει χτυπήματα από σφαίρες και θωρακισμένα βλήματα με σημαντική διείσδυση- επιπλέον, προστατεύει από θραύσματα υψηλής ταχύτητας καθώς και από χημικές απειλές.

Η GAB Neumann προσφέρει προϊόντα καρβιδίου σιλικόνης για εξοπλισμό διεργασιών και βαλλιστική προστασία, χρησιμοποιώντας μια περίπλοκη διαδικασία κατασκευής που αποτελείται από την προετοιμασία σκόνης και την ανάμειξη με συνδετικά υλικά, τη διαμόρφωση με εξώθηση ή ψυχρή ισοστατική πρέσα, την κατεργασία και, τέλος, την πυροσυσσωμάτωση σε υψηλές θερμοκρασίες υπό πίεση. Το υλικό υψηλής απόδοσης που παράγεται είναι συγκρίσιμο με το καρβίδιο του βορίου όσον αφορά την πυκνότητα, τη σκληρότητα και τις βαλλιστικές ικανότητες, αλλά με χαμηλότερο κόστος κατασκευής, γεγονός που το καθιστά ανώτερη εναλλακτική λύση από τα κεραμικά αλουμίνας σε αυτές τις εφαρμογές.

Θερμική αγωγιμότητα

Οι πλάκες καρβιδίου του πυριτίου διαθέτουν υψηλή θερμική αγωγιμότητα και μπορούν να θερμανθούν ή να κρυώσουν γρήγορα, καθιστώντας τις κατάλληλες για εφαρμογές όπου οι θερμοκρασίες αυξομειώνονται γρήγορα, όπως σε φούρνους ή άλλα περιβάλλοντα θερμικής επεξεργασίας. Επιπλέον, το υλικό αυτό διαθέτει χαμηλούς ρυθμούς θερμικής διαστολής, οι οποίοι το καθιστούν σταθερό ακόμη και σε περιβάλλοντα που παρουσιάζουν γρήγορες μεταβολές θερμοκρασίας.

Το SiC είναι ένα εξαιρετικά σκληρό, ισχυρό, χημικά αδρανές υλικό που το καθιστά εξαιρετικά ανθεκτικό στη διάβρωση σε σκληρά περιβάλλοντα - ιδανικό για βιομηχανικές διεργασίες που χρησιμοποιούν χημικά ή άλλες διαβρωτικές ουσίες. Επιπλέον, η αντοχή του SiC σε μηχανικές βλάβες σημαίνει ότι μπορεί να αντέξει υψηλά επίπεδα πίεσης χωρίς να καταστραφεί ή να παραμορφωθεί.

Η χημική αντοχή του SiC είναι επίσης επωφελής σε εφαρμογές υψηλής τεχνολογίας, συμπεριλαμβανομένων των κατόπτρων διαστημικών τηλεσκοπίων. Λόγω της ικανότητάς του να αντέχει σε εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες, διατηρώντας παράλληλα την ακεραιότητά του, το SiC αποτελεί ιδανική επιλογή υλικού για αυτά τα κάτοπτρα, καθιστώντας τα αστρονομικά τηλεσκόπια με έντονα επίπεδα θερμότητας εξαιρετική επιλογή για κάτοπτρα κατασκευασμένα από SiC. Οι επιταχυντές σωματιδίων χρησιμοποιούν επίσης συχνά αυτό το υλικό λόγω της ικανότητάς του να αντέχει τόσο υψηλές θερμοκρασίες όσο και υψηλές τάσεις χωρίς να λιώνει ή να παραμορφώνει την απόδοσή τους.

Το καρβίδιο του πυριτίου κυκλοφορεί σε διάφορες μορφές και έχει μοναδικά χαρακτηριστικά και ιδιότητες. Το πιο συνηθισμένο είναι το καρβίδιο του πυριτίου άλφα (α-SiC), με εξαγωνική κρυσταλλική δομή παρόμοια με αυτή του Wurtzite- αυτή η μορφή χρησιμοποιείται ευρέως σε βιομηχανικές εφαρμογές. Το καρβίδιο του πυριτίου βήτα (b-SiC), με κρυσταλλική δομή zinc blende, η οποία το καθιστά λιγότερο εύθραυστο από την άλφα εκδοχή του, έχει λιγότερες εφαρμογές, αλλά παραμένει μια οικονομική επιλογή.

Αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες

Η πλάκα καρβιδίου του πυριτίου προσφέρει εξαιρετική αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες, μια απαραίτητη ιδιότητα σε πολλές βιομηχανικές εφαρμογές. Κατασκευασμένο με πυροσυσσωμάτωση σκόνης SiC υπό ακραία πίεση και θερμότητα, αυτό το κεραμικό υλικό οδηγεί σε ένα εξαιρετικά πυκνό προϊόν που διατηρεί τη μηχανική του αντοχή ακόμη και σε υψηλές θερμοκρασίες. Λόγω της ικανότητάς του να αντέχει στο θερμικό σοκ και τη χημική υποβάθμιση σε σκληρά περιβάλλοντα, το καρβίδιο του πυριτίου είναι μια εξαιρετική επιλογή για την προστασία θωρακίσεων, τα κοπτικά εργαλεία, τα εξαρτήματα ανθεκτικά στη φθορά και τα εξαρτήματα ανθεκτικά στη φθορά γενικότερα.

Το καρβίδιο του πυριτίου διαφέρει από άλλα κεραμικά υλικά στο ότι διαθέτει πολύ χαμηλή θερμική διαστολή και αντοχή στη διάβρωση από όξινες ουσίες, καθιστώντας το κατάλληλο για εφαρμογές χημικής επεξεργασίας όπου τα υλικά μπορεί να έρθουν σε επαφή με οξέα, λειαντικά ή άλλα σκληρά χημικά. Οι πλάκες καρβιδίου του πυριτίου παρουσιάζουν επίσης εξαιρετικές ηλεκτρικές ιδιότητες που τις καθιστούν κατάλληλες για υποστρώματα ημιαγωγών ή ηλεκτρονικά εξαρτήματα.

Οι πλάκες καρβιδίου του πυριτίου παράγονται σε διάφορα στάδια, από την προετοιμασία της σκόνης και την ανάμιξη με συνδετικά υλικά, τη διαμόρφωση σχήματος, την πυροσυσσωμάτωση και τη λείανση/στίλβωση έως τη συσκευασία του τελικού προϊόντος σε χαρτοκιβώτια/ξύλινα κουτιά ή προσαρμοσμένες σύμφωνα με τις προδιαγραφές του πελάτη. Οι πλάκες καρβιδίου του πυριτίου έχουν πολυάριθμες εφαρμογές, όπως τροχοί κοπής/λείανσης/τροχοί διαφόρων τύπων/βαθμών/μεγεθών ή τροχοί λείανσης που κατασκευάζονται από αυτές- ανθεκτική στη θερμότητα επένδυση για σφαιρόμυλους καθώς και ακροφύσια αμμοβολής/εξαρτήματα κυκλώνα που χρειάζονται αντοχή στη διάβρωση είναι μερικά μόνο παραδείγματα χρήσεων/εφαρμογών/εφαρμογών όπου μπορεί να βρεθούν πλάκες/φύλλα/εμπόδια καρβιδίου του πυριτίου.

Χημική αντίσταση

Το καρβίδιο του πυριτίου είναι εξαιρετικά ανθεκτικό στις χημικές ουσίες, χωρίς να παρουσιάζει αλλαγές στη συμπεριφορά του ακόμη και παρουσία ισχυρών οξέων και αλκαλίων, καθιστώντας το κατάλληλο για περιβάλλοντα που περιλαμβάνουν αέρια ή υγρά που προκαλούν διάβρωση. Επιπλέον, διαθέτει εξαιρετικές ιδιότητες αντοχής σε θερμικό σοκ, ενώ παραμένει σταθερό ως προς τις διαστάσεις σε υψηλές θερμοκρασίες.

Η χημική σταθερότητα του καρβιδίου του πυριτίου του επιτρέπει να χρησιμοποιείται ως λειαντικό υλικό σε κοπτικά εργαλεία και άλλες βιομηχανικές εφαρμογές, με σκληρότητα Mohs 9,5 (σχεδόν ισοδύναμη με αυτή του διαμαντιού) που παρέχει ανώτερες ιδιότητες λείανσης και τα χαρακτηριστικά θραύσης του το καθιστούν κατάλληλο και για προϊόντα λειαντικού χαρτιού και υφάσματος.

Το κεραμικό καρβορουνδίου χρησιμοποιείται συχνά στην εκτύπωση καρβορουνδίου, μια μορφή εκτύπωσης με κολλάγραφο. Επικαλυμμένη με πάστα που περιέχει κόκκους καρβορουνδίου, μια πλάκα αλουμινίου τοποθετείται πάνω σε μια πρέσα με κυλιόμενη κλίνη που χρησιμοποιείται για τη βαθυτυπία για να παραχθούν τυπωμένα σημάδια στην επιφάνειά της.

Οι πλάκες καρβιδίου πυριτίου, λόγω της εξαιρετικής σκληρότητας, της προστασίας από πολλαπλές απειλές και της ανθεκτικότητάς τους, αποτελούν απαραίτητο συστατικό του σύγχρονου προστατευτικού εξοπλισμού και της πανοπλίας. Οι πλάκες SiC μπορούν να βρεθούν σε γιλέκα, κράνη και άλλα συστήματα θωράκισης που φοριούνται από στρατιωτικό προσωπικό, αστυνομικούς και προσωπικό ασφαλείας- ειδικά όταν πρόκειται για βαλλιστικές απειλές όπως σφαίρες, θραύσματα και θωρακισμένα βλήματα. Επιπλέον, η ελαφριά φύση των πλακών SiC μειώνει τη φθορά και την κόπωση των χρηστών.