Keramika z karbidu kremíka

Keramika z karbidu kremíka je jedným z najtvrdších a najpevnejších dostupných technických materiálov, ktorý nachádza široké uplatnenie v automobilovom, strojárskom a chemickom priemysle.

Spoločnosť Saint-Gobain Performance Ceramics & Refractories ponúka široký výber spekaných karbidov kremíka s reakčnou väzbou, s kovovou matricou a s mullitovou väzbou s výnimočnými chemickými a mechanickými vlastnosťami pri teplotách do 1600 °C pre konečné použitie. Tieto plne zhutnené výrobky sa môžu pochváliť vynikajúcimi chemickými a mechanickými vlastnosťami pri teplotách konečného použitia už od 150 stupňov Celzia.

Pevnosť pri vysokých teplotách

Keramika z karbidu kremíka je jedným z najľahších, najtvrdších a najpevnejších moderných technických materiálov. Je toxikologicky bezpečný, odolný voči oteru a má vynikajúce mechanické vlastnosti v porovnaní s kovmi, napríklad vysoký Youngov modul a nízky koeficient tepelnej rozťažnosti.

SiC je ideálny materiál, ktorý spĺňa prísne požiadavky rôznych priemyselných odvetví a poskytuje tvrdosť a modul pružnosti potrebné pre pancierovú balistiku pri zlomku hmotnosti iných materiálov. Čiernošedý SiC ponúka obe vlastnosti súčasne, aby splnil túto výzvu.

SSiC je vynikajúci materiál na výrobu komponentov odolných voči korózii a oderu, ako sú napríklad tesnenia čerpadiel a mechanické tesnenia, trysky na otryskávanie a cyklóny. Okrem toho sa tento tuhý materiál s nízkym koeficientom rozťažnosti osvedčil ako optické zrkadlá v teleskopoch vďaka svojej odolnosti voči chemikáliám, opotrebovaniu, oxidácii a pevnosti pri vysokých teplotách.

Odolnosť proti korózii pri vysokých teplotách

Karbid kremíka je jedným z najľahších a najtvrdších keramických materiálov. Je odolný voči korózii a kyselinám a lúhom. Okrem toho má vynikajúcu tepelnú vodivosť s nízkou tepelnou rozťažnosťou; vďaka tomu je vhodný do vysokých teplôt, ako aj do drsného prostredia. Vďaka svojim pevnostným vlastnostiam je vynikajúcou voľbou materiálu pre dýzy, ložiská, nepriestrelné dosky a podobné aplikácie.

Odolnosť SiC proti korózii vyplýva z jeho tenkej ochrannej vrstvy, ktorá sa vytvára na jeho povrchu a vytvára oxidovú bariéru, ktorá bráni priamej interakcii substrátu s útočiacimi druhmi, čo vedie k parabolickej kinetike korózie. Obnovenie tejto oxidovej bariéry závisí od faktorov, ako sú chemické druhy prítomné v útočnom prostredí, ako aj nečistoty, pomocné látky pri spekaní a fázy na hranici zrna prítomné v materiáli substrátu.

Penová keramika sa vyznačuje rovnomerným rozložením pórov, vysokou pórovitosťou a špecifickým povrchom, selektívnou priepustnosťou pre kvapalné a plynné médiá, vynikajúcimi chemickými, elektrickými, magnetickými a optickými funkciami, ako aj vynikajúcimi chemickými, fyzikálnymi, magnetickými a optickými funkciami - vlastnosťami, ktoré z nej robia ideálnu voľbu materiálu pre výrobky pracujúce pri vysokých teplotách, vysokom tlaku alebo v extrémnych prostrediach.

Odolnosť voči oxidácii pri vysokých teplotách

Keramika z penového karbidu kremíka sa vyznačuje vynikajúcou odolnosťou proti oxidácii, vďaka čomu je vhodná na použitie v stavebníctve a v oblasti polovodičov na konštrukciu výmenníkov tepla všetkých druhov. Ich špeciálna priestorová sieťová štruktúra zlepšuje tepelnú vodivosť pre lepší prenos tepla.

Kombinácia mechanických vlastností a chemickej odolnosti karbidu kremíka z neho robí vyhľadávaný technický materiál. Odoláva korózii, oderu, erózii, zatiaľ čo jeho vysoký modul pružnosti zabezpečuje rozmerovú stabilitu. Karbid kremíka vyniká aj ako adhézny materiál v čerpadlách, mechanických tesneniach a ložiskách, pričom z hľadiska tribologických vlastností mu sekunduje diamant a kubický nitrid bóru.

Odolnosť proti opotrebovaniu pri vysokých teplotách

Keramika z karbidu kremíka je tvrdý a teplotne odolný materiál, ktorý je ideálnou voľbou pre priemyselné aplikácie. Ich pevnosť zostáva konštantná aj pri extrémne vysokých teplotách, pretože odolávajú náročným podmienkam so zníženým koeficientom trenia, odolnosťou proti korózii kyselinami a zásadami a vynikajúcou chemickou odolnosťou.

Vlastnosti opotrebovania keramiky z karbidu kremíka sú podmienené viacerými faktormi vrátane počiatočnej drsnosti povrchu a chemických a mechanických vlastností jej materiálu. Počiatočná drsnosť povrchu ovplyvňuje tribologicky transformované vytvorené vrstvy štruktúry, ktoré znižujú energiu potrebnú na aktiváciu opotrebenia a zároveň znižujú tvorbu úlomkov opotrebenia.

Penová keramika má prirodzene rovnomernú trojrozmernú sieťovú štruktúru a vyznačuje sa veľkým špecifickým povrchom, selektívnou priepustnosťou pre kvapalné a plynné médiá, vynikajúcimi tepelnými, elektrickými, magnetickými a optickými funkciami a vlastnosťami tepelnej regulácie. Preto nachádzajú široké uplatnenie v najrôznejších oblastiach, ako je metalurgia, strojárstvo, dopravné stroje, národná obrana a ochrana životného prostredia.

Nízka tepelná rozťažnosť

Pokročilá keramika má jedinečné atómové zloženie, ktoré jej umožňuje zostať stabilná pri vysokých teplotách, zatiaľ čo iné materiály sa pri zvyšujúcich sa teplotách rozpínajú, ako napríklad nehrdzavejúca oceľ. Karbid kremíka má menej ako polovičný koeficient tepelnej rozťažnosti ako nehrdzavejúca oceľ.

Ako taký je ideálnym materiálom pre plynové tesniace krúžky, mechanické tesnenia, ložiskové diely v petrochemických a leteckých aplikáciách, pretože poskytuje odolnosť proti korózii, oxidácii, chemickému opotrebovaniu a tepelným šokom.

Spekaný karbid kremíka (SSiC) sa vyznačuje extrémnou tvrdosťou a vysokým modulom pružnosti, vďaka čomu dokáže spoľahlivo absorbovať energiu nárazu a ponúka balistickú ochranu pri značnej úspore hmotnosti v porovnaní s kovovými komponentmi.