Alt du trenger å vite om silisiumkarbidplater

Silisiumkarbidplater er et hardt og sterkt materiale som ofte brukes i industrielle og tekniske applikasjoner. I denne artikkelen går vi gjennom alt du trenger å vite om dette allsidige materialet - sammensetning, produksjonsprosesser og bruksområder.

Hardheten gjør at disse platene gir beskyttelse mot flere trusler, som kuler og panserbrytende skudd, samtidig som de er svært motstandsdyktige mot kjemikalier.

Hardhet

Silisiumkarbid (SiC) er et av de hardeste materialene som finnes, nest etter diamant. På grunn av denne ekstreme hardheten er SiC ideelt for panserplater, skjæreverktøy og slitesterke komponenter, og har gode mekaniske egenskaper, inkludert bruddseighet, Youngs modul og bøyestyrke.

SiC-plater er en integrert del av kroppspansring og pansringssystemer for ballistiske bruksområder, og gir beskyttelse mot ulike prosjektiltyper, fra pistolkuler til høyhastighetsfragmenter. Den lette konstruksjonen gir større mobilitet og komfort for brukerne, samtidig som kjøretøyet blir lettere å laste.

Silikonkarbid har unike egenskaper som gjør det til et utmerket valg for militære og politimyndigheter, inkludert pansring av karosserier og kjøretøy. Det tåler støt fra kuler og panserbrytende kuler med betydelig gjennomtrengning, og det beskytter også mot fragmenter med høy hastighet og mot kjemiske trusler.

GAB Neumann tilbyr silikonkarbidprodukter til prosessutstyr og ballistisk beskyttelse, ved hjelp av en komplisert produksjonsprosess som består av pulverpreparering og blanding med bindemidler, ekstrudering eller kald isostatisk pressing, forming, maskinering og til slutt sintring under høye temperaturer og trykk. Det høytytende materialet som produseres, kan sammenlignes med borkarbid når det gjelder tetthet, hardhet og ballistiske egenskaper, men til en lavere produksjonskostnad, noe som gjør det til et bedre alternativ enn aluminiumoksidkeramikk i disse bruksområdene.

Termisk konduktivitet

Silisiumkarbidplater har høy varmeledningsevne og kan raskt varmes opp eller kjøles ned, noe som gjør dem egnet for bruksområder der temperaturen svinger raskt, for eksempel i ovner eller andre varmebehandlingsmiljøer. Materialet har dessuten lave termiske ekspansjonshastigheter, noe som gjør det stabilt selv i miljøer med raske temperaturendringer.

SiC er et eksepsjonelt hardt, sterkt og kjemisk inert materiale som gjør det svært korrosjonsbestandig i tøffe miljøer - ideelt for industrielle prosesser der det brukes kjemikalier eller andre korrosive stoffer. I tillegg er SiC motstandsdyktig mot mekaniske skader, noe som betyr at det tåler store påkjenninger uten å bli skadet eller deformert.

SiCs kjemikalieresistens er også fordelaktig i høyteknologiske bruksområder, inkludert romteleskopspeil. På grunn av sin evne til å motstå ekstremt høye temperaturer og samtidig bevare integriteten, er SiC et ideelt materialvalg for disse speilene, noe som gjør at astronomiske teleskoper med intense varmenivåer passer utmerket for speil laget av SiC. Partikkelakseleratorer bruker også ofte dette materialet på grunn av dets evne til å håndtere både høye temperaturer og spenninger uten å smelte ned eller forvrenge ytelsen.

Silisiumkarbid finnes i ulike former og har unike kvaliteter og egenskaper. Den vanligste formen er alfa-silisiumkarbid (a-SiC), som har en heksagonal krystallstruktur som ligner på wurtzitt, og denne formen er mye brukt i industrien. Betasilisiumkarbid (b-SiC), med sin sinkblende-krystallstruktur som gjør det mindre sprøtt enn alfa-versjonen, har færre bruksområder, men er fortsatt et økonomisk valg.

Motstandsdyktighet mot høye temperaturer

Silisiumkarbidplater har eksepsjonell motstand mot høye temperaturer, en uunnværlig egenskap i mange industrielle bruksområder. Dette keramiske materialet lages ved sintring av SiC-pulver under ekstremt trykk og varme, og resultatet er et ekstremt tett produkt som opprettholder sin mekaniske styrke selv ved høye temperaturer. På grunn av sin evne til å motstå termisk sjokk og kjemisk nedbrytning i tøffe miljøer, er silisiumkarbid et utmerket valg for panserbeskyttelse, skjæreverktøy, slitesterke komponenter og slitesterke komponenter generelt.

Silisiumkarbid skiller seg fra andre keramiske materialer ved at det har svært lav termisk ekspansjon og er motstandsdyktig mot korrosjon fra sure stoffer, noe som gjør det egnet for kjemisk prosessering der materialer kan komme i kontakt med syrer, slipemidler eller andre sterke kjemikalier. Plater av silisiumkarbid har også fremragende elektriske egenskaper, noe som gjør dem egnet til halvledersubstrater eller elektroniske komponenter.

Silisiumkarbidplater produseres gjennom flere trinn, fra pulverpreparering og blanding med bindemidler, formgiving, sintring og sliping/polering til sluttproduktet pakkes i kartonger/trekasser eller skreddersys i henhold til kundens spesifikasjoner. Plater av silisiumkarbid har mange bruksområder, inkludert skjære-/slipeskiver/hjul av ulike typer/kvaliteter/størrelser eller slipeskiver laget av dem; varmebestandig foring for kulefabrikker samt sprengningsdyser/syklonkomponenter som trenger erosjonsbestandighet, er bare noen eksempler på bruksområder/anvendelser/applikasjoner der man kan finne silisiumkarbidplater/plater/barrierer.

Kjemisk motstandsdyktighet

Silisiumkarbid er svært motstandsdyktig mot kjemikalier, og viser ingen endringer i oppførsel selv i nærvær av sterke syrer og baser, noe som gjør det egnet for miljøer som involverer korrosjonsfremkallende gasser eller væsker. I tillegg er det svært motstandsdyktig mot termiske sjokk, samtidig som det forblir formstabilt ved høye temperaturer.

Silisiumkarbid har en kjemisk stabilitet som gjør at det kan brukes som slipemateriale i skjæreverktøy og andre industrielle bruksområder, med en Mohs-hardhetsgrad på 9,5 (nesten tilsvarende diamant), noe som gir overlegne slipeegenskaper, og bruddkarakteristikken gjør at det også egner seg til slipende papir- og tøyprodukter.

Karborundumkeramikk brukes ofte i karborundumtrykk, en form for kollagrafisk trykk. En aluminiumsplate belegges med en pasta som inneholder karborundumkorn, og plasseres på en valsetrykkpresse som brukes til dyptrykk, slik at det dannes trykkmerker på overflaten.

På grunn av sin eksepsjonelle hardhet, beskyttelse mot flere trusler og holdbarhet er silisiumkarbidplater en uunnværlig komponent i moderne beskyttelsesutstyr og pansring. SiC-plater finnes i vester, hjelmer og andre pansersystemer som brukes av militært personell, politifolk og sikkerhetspersonell, spesielt når det gjelder ballistiske trusler som kuler, splinter og panserbrytende prosjektiler. SiC-platenes lette vekt reduserer dessuten slitasje og utmattelse hos brukerne.