Uudelleenkiteytetty piikarbidi

Piikarbidi on erittäin kova keraaminen aine, jolla on erinomainen lämpötilavakaus ja korroosionkestävyys, minkä vuoksi sitä käytetään laajalti kemian-, metallurgian- ja kulutusta kestävillä teollisuudenaloilla.

RSiC valmistetaan haihdutus-koagulaatioprosessilla korkeassa lämpötilassa, ja sen avoimet huokoisuudet vaihtelevat välillä 11-15%, rakeet ovat suuria eikä se kutistu polttoprosessin aikana.

Korkea huokoisuus

Uudelleenkiteytetty piikarbidi eroaa monista huokoisista keraameista siinä, että se ei kutistu polton aikana, minkä ansiosta suurempia osia voidaan valmistaa pienemmillä energiakustannuksilla ja lyhyemmillä tuotantosykleillä. Lisäksi tämä materiaali kestää lämpöshokkeja ja korkeita lämpötiloja ilman, että sen rakenteet vahingoittuvat.

Huokoskoolla ja mikrorakenteella on olennainen merkitys huokoisen piikarbidin sähkövastuksen määrittämisessä. Muuttamalla sintrauslämpötilaa ja CIP-paineasetuksia voidaan huokoskokoja räätälöidä erityisesti tiettyjä sovelluksia varten, kun taas kemiallisen koostumuksen säätöjen avulla voidaan muuttaa huokoisuutta vastaavasti.

Huokoskokoa voidaan säätää myös toisen faasin lisäaineilla, kuten oksideilla tai silisidillä. Manipuloimalla tekijöitä, jotka vaikuttavat sähköiseen resistiivisyyteen huokoisessa piikarbidissa, voi syntyä uusia ja jännittäviä sovelluksia monilla aloilla.

Korkea lujuus

Uudelleenkiteytetyillä piikarbidikeramiikoilla on kehittynyt mikrorakenne, joka antaa niille poikkeukselliset mekaaniset, lämpö- ja sähköiset ominaisuudet kaikissa lämpötiloissa, mukaan lukien mittapysyvyys, korroosionkestävyys ja lujuus jopa äärimmäisessä kuumuudessa. Näiden ominaisuuksiensa ansiosta RSiC-keramiikka on erinomainen valinta käytettäväksi uunien kalusteina (kuten tunneli-, sukkula- ja kaksoisrullauuneissa) tai jopa panssarilevyinä ballististen ohjusten hyökkäyksiä vastaan.

Silikaattisidoksisella piikarbidilla (SiC), joka on valmistettu karkea- ja keskirakeisesta SiC-jauheesta, joka on sintrattu 5-15%-alumiinisilikaattisideaineella, ei ole homogeenista rakennetta ja ylivoimaista taivutuslujuutta; lisäksi sillä on ylivoimainen hapettumiskestävyys. Vertailun vuoksi RSiC:llä on homogeenisempi rakenne, parempi taivutuslujuus ja parempi hapettumiskestävyys.

RSiC valmistetaan haihtumis- ja kondensaatioprosessilla, joka tuottaa puhtaampaa ja tiheämpää materiaalia kuin tavanomaiset jauhemuovisintrausprosessit, mikä tarkoittaa, että huokosten täyttämiseen tarvitaan vähemmän metallista piitä, mikä vähentää säröilyriskiä sintrauksen aikana ja tarjoaa tarkemman kappaleen geometrian, koska se ei kutistu infiltraation aikana.

Korkea lämpöstabiilisuus

Piikarbidilla on erinomainen kemiallinen stabiilisuus ja lämpöshokkien kestävyys, ja sen laajenemiskerroin on alhainen. Se kestää jopa 2 200 °C:n lämpötiloja. Tämän korkean lämpötilakestävyyden ansiosta piikarbidi on erinomainen materiaalivalinta sähköntuotantosovelluksiin, kuten ydinreaktoreihin tai aurinkovoimaloihin.

Reaktiosintraus on yksi yleisimmin käytetyistä keraamisista valmistusmenetelmistä, jossa pii- ja hiiliatomit sekoitetaan yhteen piidioksidijauheeseen, jolloin saadaan aikaan timantinkovia ominaisuuksia omaavaa keraamista materiaalia, jolla on tiivis rakenne ja jolla voidaan valmistaa erilaisia muotoiltuja osia.

CoorsTek, Saint-Gobain Ceramic Materials, ESK-SIC GmbH ja Fiven ovat markkinajohtajia uudelleenkiteytetyn piikarbidin valmistuksessa, ja jokaisella yrityksellä on pitkä historia omalla toimialallaan ja vahva keskittyminen innovointiin. Vaikka niiden tarkat myyntiluvut eivät ehkä ole julkisesti saatavilla, nämä yritykset säilyttävät merkittävän markkina-aseman, ja niillä näyttää olevan hyvät edellytykset jatkaa laajentumistaan myös tulevaisuudessa.

Korkea korroosionkestävyys

Piikarbidin erinomainen korroosionkestävyys johtuu sen luonnollisesta materiaalirakenteesta, joka muodostuu sen pintaa pitkin kohtisuoraan kulkevista, toisiinsa lukittuvista levymäisistä rakeista. Lisäksi sen ainutlaatuinen mikrorakenne tarjoaa vertaansa vailla olevan eroosion/kulutuksen/lämpöshokkien kestävyyden sekä mittatarkkuuden korkeammissa lämpötiloissa, mikä tekee siitä ihanteellisen materiaalin uunikalusteiden ja muiden teollisuuden korkean lämpötilan sovellusten valmistukseen.

Uudelleenkiteytettyä piikarbidia voidaan valmistaa liukuvalu-, suulakepuristus- ja ruiskuvaluprosessien avulla, jolloin saadaan materiaalia, jolla on erinomainen lujuus erittäin korkeissa lämpötiloissa. Lujuutensa ansiosta se soveltuu erityisen hyvin tunneliuuneissa, vaihtouuneissa ja alasammutusuuneissa käytettävien kantorakenteiden runkojen rakentamiseen, koska se kestää hyvin korkeita lämpötiloja ja parantaa samalla uunin vuorauksen hapettumiskestävyyttä ja vähentää energiankulutusta.

Uudelleenkiteytetty piikarbidi tarjoaa myös suuria mahdollisuuksia metallivahvisteisten keraamisten materiaalien valmistukseen, mikä tarjoaa tehokkaan keinon yhdistää metalleja ja keraamisia kehittyneissä teknisissä komponenteissa, joita käytetään aurinkovoimalatorneissa.