Rekristályosított szilícium-karbid

A szilíciumkarbid egy rendkívül kemény kerámia, amely kiváló hőmérsékleti stabilitással és korrózióállósággal rendelkezik, így széles körben használják a vegyiparban, a kohászatban és a kopásálló iparágakban.

Az RSiC magas hőmérsékleten, párolgás-koagulációs eljárással készül, és 11-15% közötti nyitott porozitással, nagy szemcsemérettel és az égetési folyamat során nem zsugorodik.

Nagy porozitás

Az átkristályosított szilíciumkarbid abban különbözik sok porózus kerámiától, hogy nem zsugorodik az égetés során, így nagyobb alkatrészek készíthetők alacsonyabb energiaköltséggel és rövidebb gyártási ciklusok mellett. Ezenkívül ez az anyag a szerkezetek károsodása nélkül ellenáll a hőhatásnak és a magas hőmérsékletnek is.

A pórusok mérete és mikroszerkezete szerves szerepet játszik a porózus szilíciumkarbid elektromos ellenállásának meghatározásában. A szinterelési hőmérséklet és a CIP-nyomás beállításainak megváltoztatásával a pórusméretek kifejezetten bizonyos alkalmazásokhoz igazíthatók, míg a kémiai összetétel beállításával a porozitás is ennek megfelelően változtatható.

A pórusméretek másodfázisú adalékanyagokkal, például oxidokkal vagy szilicidekkel is szabályozhatók. A pórusos szilíciumkarbid elektromos ellenállását befolyásoló tényezők manipulálásával számos területen új és izgalmas alkalmazások jöhetnek létre.

Nagy szilárdság

Az átkristályosított szilícium-karbid kerámiák fejlett mikroszerkezettel rendelkeznek, amely kivételes mechanikai, termikus és elektromos tulajdonságokat biztosít számukra minden hőmérsékleten, beleértve a méretstabilitást, a korrózióállóságot és a szilárdságot még extrém hőfokon is. E tulajdonságaiknak köszönhetően az RSiC kerámiák kiválóan alkalmasak kemencebútornak (például alagút-, sikló- és kéthengeres kemencékben) vagy akár ballisztikus rakétatámadások elleni páncéllemeznek.

Az 5-15% alumínium-szilikát kötőanyaggal szinterezett durva és közepes szemcséjű SiC porból előállított szilikát-kötésű szilíciumkarbid (SiC) homogén szerkezetű és kiváló hajlítószilárdságú; emellett kiváló oxidációs ellenállást mutat. Ehhez képest az RSiC homogénebb szerkezetű, nagyobb hajlítószilárdsággal, valamint nagyobb oxidációs ellenállással rendelkezik.

Az RSiC párolgás-kondenzációs eljárással készül, amely tisztább és sűrűbb anyagot hoz létre, mint a hagyományos porszinterezési eljárások, ami azt jelenti, hogy kevesebb fémszilíciumra van szükség a pórusok kitöltéséhez, így csökken a repedés kockázata a szinterezés során, miközben pontosabb alkatrészgeometriát biztosít, mivel a beszivárgás során nem történik zsugorodás.

Magas hőstabilitás

A szilíciumkarbid kiváló kémiai stabilitással és hőállósággal, valamint alacsony tágulási együtthatóval büszkélkedhet. Akár 2200 °C-os hőmérsékletet is kibír. E magas hőmérsékleti stabilitás miatt a szilíciumkarbid kiváló anyagválasztás energiatermelő alkalmazásokhoz, például atomreaktorokhoz vagy naperőművekhez.

A reakciószinterezés a kerámiagyártás egyik legelterjedtebb módszere, amely során szilícium- és szénatomok keverednek össze porított szilícium-dioxiddal, hogy gyémántkeménységű és kompakt szerkezetű kerámiaanyagot képezzenek, amelyből különböző alakú alkatrészek készülnek.

A CoorsTek, a Saint-Gobain Ceramic Materials, az ESK-SIC GmbH és a Fiven az átkristályosított szilíciumkarbid gyártásának piacvezető vállalatai közé tartoznak, amelyek mindegyike hosszú múltra tekint vissza iparágában, és nagy hangsúlyt fektet az innovációra. Bár pontos értékesítési számaik nem nyilvánosak, ezek a cégek jelentős piaci jelenlétet tartanak fenn, és úgy tűnik, jó helyzetben vannak ahhoz, hogy a jövőben is folyamatos növekedést tapasztaljanak.

Magas korrózióállóság

A szilíciumkarbid kiváló korrózióállósággal büszkélkedhet, mivel természetes anyagszerkezete a felületén merőlegesen egymásra merőlegesen elhelyezkedő, lemezszerű szemcsékből áll. Ezen túlmenően egyedülálló mikroszerkezete felülmúlhatatlan erózió/kopás/termikus sokkállóságot, valamint magasabb hőmérsékleten méretstabilitást biztosít; így ideális anyag kemencebútorok és egyéb magas hőmérsékletű ipari alkalmazások gyártásához.

Az átkristályosított szilíciumkarbidot csúszásöntéssel, extrudálással és fröccsöntéssel lehet alakítani, hogy nagyon magas hőmérsékleten is kiváló szilárdságú anyagot állítsanak elő. Szilárdsága miatt különösen alkalmas alagútkemencék, siklókemencék és lefelé égetett kemencék hordozószerkezeti kereteinek építésére, mivel lehetővé teszi, hogy nagyon magas hőmérsékletnek ellenálljon, miközben javítja a kemencebélés oxidációs ellenállását és csökkenti az energiafogyasztást.

Az átkristályosított szilíciumkarbid nagy lehetőségeket kínál fémerősítésű kerámiák előállítására is, ami hatékony eszközt biztosít a fémek és kerámiák kombinálására a napenergia-tornyokban használt fejlett műszaki alkatrészekben.