Reaction Bonded SiC - Performanță optimă în condiții extreme

Reaction Bonded SiC (RBSC) este un material ceramic dens compus din carbură de siliciu și particule de carbon. Arderea duce la modificări minime ale dimensiunilor sale, permițând producerea unei forme aproape nete fără costuri suplimentare de prelucrare după ardere.

S-a constatat că structurile porilor RBSC depind de mai multe variabile-cheie legate de gradul de grafitizare, dimensiunea și morfologia surselor de carbon; influența acestora asupra reactivității carbonului față de siliciul topit a fost imensă.

Rezistență ridicată

Carbura de siliciu este un material extrem de puternic și rigid care poate rezista la niveluri ridicate de stres fără a-și pierde integritatea structurală. Datorită densității sale reduse și rigidității specifice ridicate, carbura de siliciu este un material de dorit în situații precum telescoapele spațiale, unde trebuie luate în considerare restricțiile de greutate.

Inerția chimică a RB SiC îl face ideal pentru aplicații în care intră în contact cu substanțe chimice agresive. În plus, rezistența sa la șocuri de temperatură îi permite să suporte schimbările bruște ale condițiilor de mediu.

Pentru a crește rezistența la flexiune și modulul elastic al RB SiC, am studiat modul în care diferite conținuturi de carbon afectează microstructura sa. Prin utilizarea unei soluții de precursor compozit de precursori PF și FA, am reușit să controlăm atât conținutul, cât și cristalinitatea carbonului în preforma noastră poroasă, producând RB SiC cu proprietăți mai ridicate de rezistență la flexiune și modul elastic.

Conductivitate termică ridicată

SiC are o conductivitate termică ridicată, cu o conductivitate aproximativă de 300 W/mK - făcând din RBSC o opțiune excelentă pentru aplicațiile care necesită performanțe la temperaturi ridicate.

RBSC se mândrește cu o rezistență excelentă la uzura abrazivă și erozivă, ceea ce îl face ideal pentru mediile industriale solicitante. În plus, coeficientul său scăzut de dilatare termică permite fluctuații rapide de temperatură fără a compromite integritatea structurală.

Distribuția granulometrică a materiilor prime utilizate în prepararea preformelor RBSC are un efect enorm asupra microstructurii și proprietăților fizice ale acestora, cum ar fi rezistența la flexiune și valorile modulului elastic. O creștere a conținutului de negru de fum are ca rezultat o microstructură îmbunătățită, cu valori mai mari ale rezistenței la flexiune și ale modulului elastic în produse finite cu o microstructură mai bună.

Expansiune la temperaturi scăzute

Reaction Bonded SiC oferă aplicațiilor care necesită rezistență la temperaturi ridicate o capacitate remarcabilă de dilatare termică, obținută prin utilizarea negrului de carbon și a grafitului micro-sferic în procesul său de fabricație. Compoziția, structura și proprietățile Reaction Bonded SiC variază în funcție de conținutul de carbon, proporția, morfologia și forma surselor de carbon utilizate.

Lipirea prin reacție oferă o metodă eficientă de producere a materialelor ceramice, cum ar fi materialele refractare, corpurile filtrante poroase și componentele de uzură, cum ar fi garniturile mecanice și rulmenții.

RB SiC este un material extrem de robust și fiabil care excelează în mai multe medii. Datorită ratei sale scăzute de dilatare termică, acest material este perfect pentru aplicații care necesită o stabilitate dimensională precisă, cum ar fi pompe, rulmenți și bobine de control al debitului. În plus, acest material versatil poate fi utilizat și pentru fabricarea componentelor pentru echipamentele de producție a semiconductorilor, cum ar fi componentele de manipulare a plăcilor.

Fricțiune redusă

Carbura de siliciu legată prin reacție (RBSC) este un material ceramic adaptabil, capabil să fie modelat în forme complicate pentru utilizări profesionale și industriale. RBSC se mândrește cu o rezistență excelentă la uzură, cu un coeficient scăzut de dilatare, cu rezistență la coroziune, precum și cu proprietăți electrice remarcabile.

RBSC este produs prin infiltrarea preformelor poroase din carbură de siliciu cu siliciu lichid. Se creează astfel o ceramică cu o structură impermeabilă, rezistentă la fluide moderat caustice și acide, precum și la hidrocarburi ușoare. În plus, compoziția sa impermeabilă și textura suprafeței reduc frecarea pentru a prelungi durata de viață a componentelor și este ușoară și rigidă, ceea ce o face potrivită pentru telescoapele spațiale unde există limite de greutate a sarcinii utile; suprafața sa foarte stabilă din punct de vedere dimensional adaugă și mai multă valoare.

Rezistență chimică ridicată

Reaction Bonded SiC este foarte rezistent la coroziunea chimică, ceea ce îl face ideal pentru mediile care utilizează materiale corozive. În plus, expansiunea termică redusă și rezistența sa îi permit să reziste la temperaturi extreme.

Producția legată prin reacție implică injectarea siliciului topit în materialul poros de carbon ambalat în forma piesei dorite, unde reacționează apoi cu moleculele de carbon pentru a forma carbură de siliciu.

Cercetările au stabilit că rezistența la flexiune, modulul de elasticitate și porozitatea ceramicii RBSC depind de conținutul și proporția de material sursă de carbon. Realizarea unei gradații rezonabile atât în ceea ce privește sursa de carbon, cât și morfologia îmbunătățește semnificativ performanța; acest lucru asigură o distribuție uniformă a particulelor de sic libere în cadrul microstructurii compacte și proprietăți superioare pentru produsele finale.