{"id":23,"date":"2024-02-24T16:39:00","date_gmt":"2024-02-24T08:39:00","guid":{"rendered":"http:\/\/siliconcarbideceramic.net\/?p=23"},"modified":"2024-02-29T12:31:52","modified_gmt":"2024-02-29T04:31:52","slug":"en-oversikt-over-keramiske-materialer-av-silisiumkarbid","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/nb\/an-overview-of-silicon-carbide-ceramic-materials\/","title":{"rendered":"En oversikt over keramiske materialer av silisiumkarbid"},"content":{"rendered":"<p>Silisiumkarbid er et av de hardeste og mest holdbare avanserte keramiske materialene, og brukes b\u00e5de for sin hardhet som slipemateriale og for sin varmebestandighet og lave varmeutvidelseskoeffisient i ildfaste materialer og keramiske applikasjoner.<\/p>\n<p>Moissanitt kan ogs\u00e5 forekomme naturlig som det gjennomsiktige mineralet moissanitt. De f\u00f8rste kunstig fremstilte pr\u00f8vene ble laget i 1891 under Edward Achesons fors\u00f8k p\u00e5 \u00e5 lage kunstige diamanter, og senere fremstilte den nobelprisvinnende kjemikeren Henri Moissan flere kunstig fremstilte pr\u00f8ver.<\/p>\n<h2>Styrke ved h\u00f8ye temperaturer<\/h2>\n<p>Silisiumkarbid (SiC) er en ekstremt sterk ikke-oksidkeramikk som gir eksepsjonell motstand mot korrosjon og kjemiske angrep ved h\u00f8ye temperaturer. SiC brukes som ildfast foringsmateriale i industriovner, som ildfast foringsmateriale, slipeskiver, skj\u00e6reverkt\u00f8y og bruksomr\u00e5der der styrke er avgj\u00f8rende, for eksempel slipeskiver, skj\u00e6reverkt\u00f8y og maskineringsapplikasjoner. SiC-komponenter utgj\u00f8r dessuten viktige deler i motstandsoppvarmingselementer, termistorer for elektriske ovner samt foringsr\u00f8r og tetningsflater som inneholder SiC.<\/p>\n<p>SiC er kjent for sin overlegne termiske motstandskraft og styrke ved h\u00f8ye temperaturer, noe som gj\u00f8r det sv\u00e6rt ettertraktet i industrien. SiC motst\u00e5r oksidasjon ved temperaturer opp til 1000 \u00b0C ved \u00e5 danne et beskyttende oksidlag som fungerer som en barriere mellom overflatene og elementene de omgir. Ved h\u00f8yere temperaturer kan imidlertid sprekker trenge gjennom denne barrieren og spre energi via interkrystallinske eller granul\u00e6re omr\u00e5der, noe som gj\u00f8r det vanskelig \u00e5 \u00f8ke styrken ved h\u00f8ye temperaturer.<\/p>\n<p>Silisiumkarbid kan produseres gjennom to forskjellige prosesser: reaksjonsbundet og sintret. Begge formene har betydelig innflytelse p\u00e5 mikrostrukturen, og dermed p\u00e5 ytelsen ved h\u00f8ye temperaturer. Reaksjonsbinding inneb\u00e6rer infiltrering av gr\u00f8nne kompakter best\u00e5ende av blandinger av SiC og karbon med flytende silisium; dette skaper strukturer med minimale dimensjonsendringer under prosessering, og et ekspansivt overflateareal. Den ildfaste kjerne-skall-mikrostrukturen gir unike egenskaper som har vist seg \u00e5 \u00f8ke styrken til SiC ved h\u00f8ye temperaturer.<\/p>\n<h2>Motstandsdyktighet mot h\u00f8ye temperaturer<\/h2>\n<p>Silisiumkarbid har en bemerkelsesverdig styrke som gj\u00f8r det til et utmerket materialvalg for bruksomr\u00e5der med h\u00f8ye temperaturer, som for eksempel keramiske bremseklosser til personbiler. Materialet t\u00e5ler temperaturer p\u00e5 opptil 1400 \u00b0C, samtidig som det opprettholder sin eksepsjonelle styrke og hardhet, noe som gj\u00f8r silisiumkarbid til et ideelt materiale.<\/p>\n<p>Silisiumkarbid skiller seg fra andre keramiske materialer ved at det ikke brytes ned eller smelter ved h\u00f8ye temperaturer, noe som gj\u00f8r det egnet til bruk i applikasjoner med h\u00f8y belastning, for eksempel lagre og skuddsikre plater, uten at det oppst\u00e5r permanente strukturelle skader. Dette gj\u00f8r silisiumkarbid spesielt godt egnet for bruksomr\u00e5der med h\u00f8y belastning, som for eksempel lagre og skuddsikre plater.<\/p>\n<p>Silisiumkarbid forekommer naturlig som det ekstremt sjeldne mineralet moissanitt, mens syntetisk produksjon av silisiumkarbid oppfyller kravene til moderne nasjonale forsvar, kjernekraft, romteknologi og romfartsindustri som krever presise dimensjoner.<\/p>\n<p>Sintret silisiumkarbid har en av de h\u00f8yeste varmeledningsegenskapene blant tekniske keramer, nest etter aluminiumnitrid. Dette kan tilskrives gitterets oksygenstruktur, som gir stor spredning av fononer. Selv om varmeledningsevnen kan \u00f8kes ytterligere ved hjelp av oksidtilsetninger i sintringsprosessen, b\u00f8r disse holdes p\u00e5 et absolutt minimum for \u00e5 bevare materialets strukturelle stabilitet og oksidasjonsmotstand.<\/p>\n<h2>Lav termisk ekspansjonskoeffisient<\/h2>\n<p>Silisiumkarbidets lave varmeutvidelseskoeffisient gj\u00f8r det til det perfekte materialet for bruk som keramisk matrikskompositt (CMC) under t\u00f8ffe forhold, noe som gj\u00f8r det popul\u00e6rt i bruksomr\u00e5der som gassturbiner og rakettdyser der materialene m\u00e5 t\u00e5le b\u00e5de h\u00f8ye temperaturer og termisk sjokk.<\/p>\n<p>Korrosjonsbestandighet gj\u00f8r rustfritt st\u00e5l til et utmerket materialvalg for ovnsforinger i kjemisk industri, der det t\u00e5ler ekstreme temperaturer samtidig som det beholder sin strukturelle integritet. I tillegg er rustfritt st\u00e5l sv\u00e6rt kjemisk stabilt, noe som gj\u00f8r det mulig \u00e5 bruke det i lange perioder i aggressive v\u00e6skemilj\u00f8er som sure og alkaliske l\u00f8sninger.<\/p>\n<p>Silisiumkarbidets mest utbredte polymorfe form, alfaformen, finnes ved temperaturer over 1700 \u00b0C med en wurtzitt-krystallstruktur og smeltepunkter over 1700 \u00b0C. Det finnes imidlertid ogs\u00e5 en mer sjelden beta-form med sinkblende-krystallstruktur som ligner p\u00e5 diamant og et lavere smeltepunkt p\u00e5 1030 \u00b0C. Denne mer sjeldne formen kan brukes som st\u00f8tte for heterogene katalysatorer.<\/p>\n<p>Silisiumkarbid finnes b\u00e5de som por\u00f8s og tett keramikk. Produksjonsteknikkene varierer mye, og den endelige mikrostrukturen avhenger av hvilken produksjonsmetode som brukes. Reaksjonsbundet SiC produseres ved \u00e5 infiltrere kompakter av karbon-SiC-blanding med smeltet silisium som reagerer med hverandre for \u00e5 danne mer SiC og binde den opprinnelige kompakten; sintret SiC, som Hexoloy, dannes ved hjelp av konvensjonelle keramiske formingsprosesser f\u00f8r det sintres ved h\u00f8ye temperaturer under en inert atmosf\u00e6re.<\/p>\n<h2>H\u00f8y hardhet<\/h2>\n<p>Silisiumkarbid har en hardhet p\u00e5 Mohs-skalaen p\u00e5 opptil 9,5, noe som plasserer det p\u00e5 tredjeplass etter diamant og bornitrid. Dette gj\u00f8r det egnet til skj\u00e6reverkt\u00f8y og slipende materialer, samt til produksjon av slitesterke deler med h\u00f8y temperatur, som lagre og tetninger i mekanisk industri.<\/p>\n<p>Silisiumkarbid har en unik kombinasjon av stabile kjemiske egenskaper, utmerket varmeledningsevne, lav varmeutvidelseskoeffisient, hardhet og mekanisk styrke, noe som har f\u00f8rt til at det brukes i en rekke bransjer, blant annet petroleum, kjemiteknikk, mikroelektronikk, biler, luftfart, papirproduksjon og lasergruvedrift. Videre finner silisiumkarbid ogs\u00e5 anvendelse innen milj\u00f8verninformasjonselektronikk og energibruk.<\/p>\n<p>Silisiumkarbid (SiC) kan produseres ved hjelp av to prosesser, reaksjonsbinding og sintring, som begge vil p\u00e5virke den endelige mikrostrukturen. Reaksjonsbundet SiC lages vanligvis ved \u00e5 infiltrere kompakter best\u00e5ende av blandinger av silisium og karbon med flytende silisium, som deretter reagerer med andre silisium-karbonmolekyler for \u00e5 danne flere SiC-bindinger, mens sintret SiC lages ved hjelp av konvensjonelle keramiske formingsteknikker og sintringshjelpemidler som ikke best\u00e5r av oksider.<\/p>\n<p>Silisiumkarbidets utmerkede bearbeidbarhet gj\u00f8r det til et utmerket materiale for produksjon av slitesterke tetningskomponenter, spesielt n\u00e5r det kombineres med grafitt. Denne kombinasjonen gir lavere friksjonskoeffisienter enn aluminiumoksidkeramikk og harde legeringer, og beholder sin form ved h\u00f8ye PV-verdier for \u00e5 forhindre lekkasje av kjemikalier som alkalier og syrer til omgivelsene.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-full wp-image-28\" src=\"http:\/\/siliconcarbideceramic.net\/wp-content\/uploads\/2024\/02\/reaction-bonded-sic.jpg\" alt=\"reaksjonsbundet sic\" width=\"800\" height=\"800\" srcset=\"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/wp-content\/uploads\/2024\/02\/reaction-bonded-sic.jpg 800w, https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/wp-content\/uploads\/2024\/02\/reaction-bonded-sic-300x300.jpg 300w, https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/wp-content\/uploads\/2024\/02\/reaction-bonded-sic-150x150.jpg 150w, https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/wp-content\/uploads\/2024\/02\/reaction-bonded-sic-768x768.jpg 768w\" sizes=\"auto, (max-width: 800px) 100vw, 800px\" \/><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Silicon Carbide is one of the hardest and most durable advanced ceramic materials, used both for its hardness as an [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[3],"tags":[],"class_list":["post-23","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-sic-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/23","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=23"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/23\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":29,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/23\/revisions\/29"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=23"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=23"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=23"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}