Kaikki mitä sinun tarvitsee tietää piikarbidilevystä

Piikarbidilevy on kova ja luja materiaali, jota käytetään yleisesti teollisuudessa ja teknisissä sovelluksissa. Tässä artikkelissa käsittelemme kaiken, mitä sinun on tiedettävä tästä monipuolisesta materiaalista - sen koostumuksesta, valmistusprosesseista ja käyttösovelluksista.

Kovuuden ansiosta nämä levyt suojaavat useilta uhkilta, kuten luodeilta ja panssarivaunuluotien luodeilta, ja ne ovat samalla poikkeuksellisen kemikaalinkestäviä.

Kovuus

Piikarbidi (SiC) on yksi kovimmista saatavilla olevista materiaaleista, toiseksi kovinta timantin jälkeen. Äärimmäisen kovuutensa ansiosta SiC soveltuu erinomaisesti panssarilevyihin, leikkuutyökaluihin ja kulutusta kestäviin komponentteihin, ja sillä on erinomaiset mekaaniset ominaisuudet, kuten murtolujuus, Youngin moduuli ja taivutuslujuus.

SiC-levyt ovat olennainen osa ballistisissa sovelluksissa käytettäviä panssarivaunuja ja ajoneuvojen panssarointijärjestelmiä, jotka suojaavat erilaisilta ammustyypeiltä pistooliluodeista suurnopeusammuksiin. Niiden kevyt rakenne mahdollistaa käyttäjille paremman liikkuvuuden ja mukavuuden ja keventää samalla ajoneuvojen kuormitusta.

Silikonikarbidin ainutlaatuisten ominaisuuksien ansiosta se on erinomainen valinta sotilas- ja lainvalvontasovelluksiin, kuten korien ja ajoneuvojen panssarointiin. Se kestää luodin ja panssaria läpäisevien luotien iskuja ja tunkeutuu merkittävästi läpi; lisäksi se suojaa suurnopeussirpaleilta ja kemiallisilta uhkilta.

GAB Neumann tarjoaa silikonikarbidituotteita prosessilaitteisiin ja ballistiseen suojaukseen käyttäen monimutkaista valmistusprosessia, joka koostuu jauheen valmistuksesta ja sekoittamisesta sideaineiden kanssa, puristamisesta tai kylmällä isostaattisella puristuksella tapahtuvasta muotoilusta, koneistuksesta ja lopuksi sintrauksesta korkeissa lämpötiloissa paineen alaisena. Tuotettu korkean suorituskyvyn materiaali on tiheydeltään, kovuudeltaan ja ballistisilta ominaisuuksiltaan verrattavissa boorikarbidiin, mutta sen valmistuskustannukset ovat alhaisemmat, mikä tekee siitä alumiinioksidikeramiikkaa paremman vaihtoehdon näissä sovelluksissa.

Lämmönjohtavuus

Piikarbidilevyillä on korkea lämmönjohtavuus, ja ne voivat nopeasti lämmetä tai jäähtyä, joten ne soveltuvat sovelluksiin, joissa lämpötila vaihtelee nopeasti, kuten uuneihin tai muihin lämpökäsittely-ympäristöihin. Lisäksi tällä materiaalilla on alhainen lämpölaajenemisnopeus, mikä tekee siitä vakaan myös ympäristöissä, joissa lämpötila vaihtelee nopeasti.

SiC on poikkeuksellisen kova, luja ja kemiallisesti inertti materiaali, joka kestää korroosiota erittäin hyvin ankarissa ympäristöissä - se on ihanteellinen teollisissa prosesseissa, joissa käytetään kemikaaleja tai muita syövyttäviä aineita. Lisäksi SiC:n mekaanisen kestävyyden ansiosta se kestää suuria rasituksia ilman, että se vaurioituu tai vääntyy.

SiC:n kemiallisesta kestävyydestä on hyötyä myös korkean teknologian sovelluksissa, kuten avaruusteleskooppien peileissä. Koska SiC kestää erittäin korkeita lämpötiloja säilyttäen samalla eheytensä, se on ihanteellinen materiaalivalinta näihin peileihin, ja siksi SiC:stä valmistetut peilit sopivat erinomaisesti tähtitieteellisiin teleskooppeihin, joissa on paljon lämpöä. Myös hiukkaskiihdyttimissä käytetään usein tätä materiaalia, koska se kestää korkeita lämpötiloja ja jännitteitä sulamatta tai vääristämättä niiden suorituskykyä.

Piikarbidia on eri muodoissa ja sillä on ainutlaatuisia ominaisuuksia. Yleisimmin käytetään alfa-piikarbidia (a-SiC), jonka kuusikulmainen kiderakenne muistuttaa wurtziittia; tätä muotoa käytetään laajalti teollisissa sovelluksissa. Beeta-piikarbidia (b-SiC), jonka sinkkiblende-kiderakenne tekee siitä vähemmän hauraan kuin alfaversiosta, käytetään harvemmin, mutta se on edullinen valinta.

Kestää korkeita lämpötiloja

Piikarbidilevyt kestävät poikkeuksellisen hyvin korkeita lämpötiloja, mikä on välttämätön ominaisuus monissa teollisissa sovelluksissa. Tämä keraaminen materiaali valmistetaan sintraamalla SiC-jauhetta äärimmäisessä paineessa ja kuumuudessa, ja tuloksena on erittäin tiivis tuote, joka säilyttää mekaanisen lujuutensa myös korkeissa lämpötiloissa. Koska piikarbidi kestää lämpöshokkeja ja kemiallista hajoamista ankarissa ympäristöissä, se on erinomainen valinta panssarisuojiin, leikkuutyökaluihin, kulutusta kestäviin komponentteihin ja yleisesti kulutusta kestäviin komponentteihin.

Piikarbidi eroaa muista keraamisista materiaaleista siinä, että sen lämpölaajeneminen on hyvin vähäistä ja se kestää happamien aineiden aiheuttamaa korroosiota, joten se soveltuu kemiallisiin käsittelysovelluksiin, joissa materiaalit voivat joutua kosketuksiin happojen, hioma-aineiden tai muiden kovien kemikaalien kanssa. Piikarbidilevyillä on myös erinomaiset sähköiset ominaisuudet, joten ne soveltuvat puolijohdealustoihin tai elektroniikkakomponentteihin.

Piikarbidilevyt valmistetaan useiden vaiheiden kautta, jotka ulottuvat jauheen valmistuksesta ja sekoittamisesta sideaineisiin, muodonmuodostuksesta, sintrauksesta ja hionnasta/kiillotuksesta lopputuotteen pakkaamiseen kartonkiin/puulaatikoihin tai räätälöintiin asiakkaan eritelmien mukaisesti. Piikarbidilevyillä on lukuisia käyttökohteita, kuten erityyppiset/laatuiset/kokoiset leikkuu-/hiomapyörät/pyörät tai niistä valmistetut hiomapyörät; kuumankestävät vuoraukset kuulamyllyissä sekä eroosionkestävyyttä vaativissa suihkupuhallussuuttimissa/syklonien komponenteissa ovat vain joitakin esimerkkejä käyttökohteista/sovelluksista/sovelluksista, joissa piikarbidilevyjä/ -levyjä/ -esteitä esiintyy.

Kemiallinen kestävyys

Piikarbidi kestää hyvin kemikaaleja, eikä sen käyttäytyminen muutu edes vahvojen happojen ja emästen läsnä ollessa, joten se soveltuu ympäristöihin, joissa on korroosiota aiheuttavia kaasuja tai nesteitä. Lisäksi sillä on erinomaiset lämpöshokin kestävyysominaisuudet, mutta se pysyy silti mittapysyvänä korkeissa lämpötiloissa.

Piikarbidin kemiallisen vakauden ansiosta sitä voidaan käyttää hiomamateriaalina leikkuutyökaluissa ja muissa teollisissa sovelluksissa, ja Mohsin kovuusluokitus 9,5 (vastaa lähes timanttia) tarjoaa erinomaiset hiontaominaisuudet ja sen murtumisominaisuuksien ansiosta se soveltuu myös hiomapaperi- ja kangastuotteisiin.

Karborundikeraamista käytetään usein karborundipainossa, joka on eräänlainen kollaasipainanta. Alumiinilevy, joka on päällystetty carborundum-hiukkasia sisältävällä tahnalla, asetetaan syväpainossa käytettävään telapainokoneeseen, jolloin sen pinnalle syntyy painojälkiä.

Piikarbidilevyt ovat poikkeuksellisen kovuutensa, moniuhkasuojaisuutensa ja kestävyytensä ansiosta nykyaikaisten suojavarusteiden ja panssareiden välttämätön osa. SiC-levyjä on liiveissä, kypärissä ja muissa panssarointijärjestelmissä, joita sotilashenkilöstö, lainvalvontaviranomaiset ja turvallisuushenkilöstö käyttävät, erityisesti kun on kyse ballistisista uhkista, kuten luodeista, sirpaleista ja panssaria läpäisevistä ammuksista. Lisäksi SiC-levyjen keveys vähentää niiden käyttäjän kulumista ja väsymistä.