Gerekristalliseerd siliciumcarbide

Siliciumcarbide is een extreem harde keramiek met een superieure temperatuurstabiliteit en corrosiebestendigheid, waardoor het op grote schaal wordt gebruikt in de chemische, metallurgische en slijtvaste industrie.

RSiC wordt geproduceerd via een verdampings-coagulatieproces bij hoge temperatuur en heeft een open poreusheid van 11-15%, grote korrelgroottes en geen krimp tijdens het bakproces.

Hoge porositeit

Gerekristalliseerd siliciumcarbide verschilt van veel poreuze keramische materialen doordat het niet krimpt tijdens het bakken, waardoor grotere onderdelen gemaakt kunnen worden tegen lagere energiekosten en in kortere productiecycli. Bovendien is dit materiaal bestand tegen thermische schokken en hoge temperaturen zonder de structuren te beschadigen.

Poriëngrootte en microstructuur spelen een integrale rol bij het bepalen van de elektrische weerstand van poreus siliciumcarbide. Door de sintertemperatuur en de CIP-drukinstellingen te wijzigen, kan de poriegrootte specifiek worden afgestemd op bepaalde toepassingen, terwijl je door de chemische samenstelling aan te passen de porositeit overeenkomstig kunt wijzigen.

De grootte van de poriën kan ook worden geregeld door tweede-fase additieven zoals oxiden of siliciden. Door het manipuleren van factoren die de elektrische weerstand in poreus siliciumcarbide beïnvloeden, kunnen nieuwe en opwindende toepassingen op vele gebieden ontstaan.

Hoge sterkte

Gerekristalliseerde siliciumcarbide keramiek heeft een geavanceerde microstructuur waardoor het uitzonderlijke mechanische, thermische en elektrische eigenschappen heeft bij alle temperaturen, waaronder maatvastheid, corrosiebestendigheid en sterkte, zelfs bij extreme hitte. Door deze eigenschappen is RSiC-keramiek een uitstekende keuze voor gebruik als ovenmeubilair (zoals tunnel-, shuttle- en dubbelrolovens) of zelfs pantserplaten tegen aanvallen met ballistische raketten.

Silicaatgebonden siliciumcarbide (SiC), geproduceerd uit grof en middelkorrelig SiC-poeder gesinterd met 5-15% aluminosilicaat bindmiddel, mist een homogene structuur en superieure buigsterkte; bovendien vertoont het een superieure oxidatieweerstand. Ter vergelijking: RSiC heeft een homogenere structuur met een grotere buigsterkte en een hogere oxidatieweerstand.

RSiC wordt geproduceerd via een verdampingscondensatieproces dat een zuiverder en dichter materiaal oplevert dan standaard poedersinterprocessen. Dit betekent dat er minder metallisch silicium nodig is om de poriën te vullen, waardoor het risico op barsten tijdens het sinteren kleiner wordt en de geometrie van de onderdelen nauwkeuriger wordt omdat er geen krimp optreedt tijdens het infiltreren.

Hoge thermische stabiliteit

Siliciumcarbide heeft een superieure chemische stabiliteit en weerstand tegen thermische schokken, met een lage uitzettingscoëfficiënt. Het is bestand tegen temperaturen tot 2.200 graden Celsius. Door deze hoge temperatuurstabiliteit is siliciumcarbide een uitstekende materiaalkeuze voor toepassingen in de energieopwekking, zoals kernreactoren of zonne-energiecentrales.

Reactie sinteren is een van de meest gebruikte methoden voor keramische productie, waarbij silicium- en koolstofatomen samen worden gemengd tot silica in poedervorm om keramisch materiaal te vormen met diamantharde eigenschappen en compacte structuren die verschillende gevormde onderdelen produceren.

CoorsTek, Saint-Gobain Ceramic Materials, ESK-SIC GmbH en Fiven behoren tot de marktleiders voor de productie van geherkristalliseerd siliciumcarbide, met elk een lange geschiedenis binnen hun sector en een sterke focus op innovatie. Hoewel hun exacte verkoopcijfers misschien niet publiekelijk beschikbaar zijn, hebben deze bedrijven een aanzienlijke marktaanwezigheid en lijken ze goed geplaatst om in de toekomst te blijven groeien.

Hoge corrosiebestendigheid

Siliciumcarbide heeft een uitstekende corrosiebestendigheid dankzij de natuurlijke materiaalstructuur van in elkaar grijpende plaatvormige korrels die loodrecht langs het oppervlak lopen. Bovendien biedt de unieke microstructuur onovertroffen weerstand tegen erosie/abrasie/thermische schokken en dimensionale stabiliteit bij hogere temperaturen, waardoor het het ideale materiaal is voor de productie van ovenmeubilair en andere toepassingen bij hoge temperaturen in de industrie.

Gerekristalliseerd siliciumcarbide kan worden gevormd met behulp van slipgiet-, extrusie- en spuitgietprocessen om materiaal te produceren met een superieure sterkte bij zeer hoge temperaturen. Door zijn sterkte is het bijzonder geschikt voor de constructie van draagstructuren in tunnelovens, pendelovens en down-fired ovens, omdat het bestand is tegen zeer hoge temperaturen terwijl het de oxidatieweerstand van de ovenbekleding verbetert en het energieverbruik verlaagt.

Gerekristalliseerd siliciumcarbide biedt ook een groot potentieel voor de productie van metaalversterkte keramiek, wat een efficiënte manier is om metalen en keramiek te combineren in geavanceerde technische componenten voor zonne-energietorens.