Keramika iz silicijevega karbida

Keramika iz silicijevega karbida je eden najtrših in najmočnejših inženirskih materialov, ki se pogosto uporablja v avtomobilski, strojni in kemični industriji.

Saint-Gobain Performance Ceramics & Refractories ponuja obsežen izbor sintranih, reakcijsko vezanih silicijevih karbidov, vezanih na kovinsko matrico in mulit, z izjemnimi kemičnimi in mehanskimi lastnostmi pri temperaturah do 1600 stopinj Celzija za končno uporabo. Ti popolnoma zgoščeni izdelki se ponašajo z izjemnimi kemičnimi in mehanskimi lastnostmi pri temperaturah končne uporabe že pri 150 stopinjah Celzija.

Trdnost pri visokih temperaturah

Keramika iz silicijevega karbida je eden najlažjih, najtrših in najmočnejših naprednih inženirskih materialov. Je toksikološko neoporečen, odporen proti obrabi in ima v primerjavi s kovinami odlične mehanske lastnosti, kot sta visok Youngov modul in nizek koeficient toplotnega raztezanja.

SiC je idealen material za izpolnjevanje strogih zahtev različnih industrijskih panog, saj zagotavlja trdoto in modul elastičnosti, ki sta potrebna za oklepno balistiko, pri čemer je njegova teža manjša od teže drugih materialov. Črno-sivi SiC ponuja obe lastnosti hkrati, da se lahko spopade s tem izzivom.

SSiC je odličen material za komponente, odporne proti koroziji in abraziji, kot so črpalke in mehanska tesnila, šobe za peskanje in cikloni. Poleg tega se je ta togi material z nizkim koeficientom raztezanja izkazal kot uporaben za optična zrcala v teleskopih zaradi svoje odpornosti na kemikalije, obrabo, oksidacijo in trdnosti pri visokih temperaturah.

Odpornost proti koroziji pri visokih temperaturah

Silicijev karbid je eden najlažjih in najtrših keramičnih materialov. Odporen je proti koroziji ter kislinam in lugom. Poleg tega ima odlično toplotno prevodnost in nizko toplotno razteznost, zato je primeren za visoke temperature in ostra okolja. Zaradi svojih trdnostnih lastnosti je odlična izbira materiala za šobe, ležaje, neprebojne plošče in podobne aplikacije.

Odpornost SiC-a proti koroziji je posledica tanke zaščitne plasti, ki se tvori na njegovi površini in ustvarja oksidno pregrado, ki preprečuje neposredno interakcijo substrata z napadalnimi vrstami, kar povzroča parabolično kinetiko korozije. Pomlajevanje te oksidne pregrade je odvisno od dejavnikov, kot so kemične vrste, prisotne v napadalnem okolju, ter nečistoče, pomoč pri sintranju in faze na meji zrn, ki so prisotne v materialu substrata.

Penasta keramika ima enakomerno porazdelitev por, visoko poroznost in specifično površino, selektivno prepustnost za tekoče in plinske medije, odlične kemične, električne, magnetne in optične funkcije ter odlične kemične, fizikalne, magnetne in optične funkcije - lastnosti, zaradi katerih je idealna izbira materiala za izdelke, ki delujejo pri visoki temperaturi, pod visokim tlakom ali v ekstremnih okoljih.

Odpornost na oksidacijo pri visokih temperaturah

Keramika iz penjenega silicijevega karbida se ponaša z odlično odpornostjo proti oksidaciji, zato je primerna za uporabo v gradbeništvu in na področju polprevodnikov za izdelavo vseh vrst toplotnih izmenjevalnikov. Njihova posebna struktura prostorske mreže izboljša toplotno prevodnost za boljši prenos toplote.

Silicijev karbid je zaradi kombinacije mehanskih lastnosti in kemične odpornosti iskan inženirski material. Odporen je na korozijo, abrazijo in erozijo, njegov visok modul elastičnosti pa zagotavlja dimenzijsko stabilnost. Silicijev karbid je odličen tudi kot lepilni material v črpalkah, mehanskih tesnilih in ležajih, po triboloških lastnostih pa je na drugem mestu za diamantom in kubičnim borovim nitridom.

Odpornost na obrabo pri visokih temperaturah

Keramika iz silicijevega karbida je trd in temperaturno odporen material, zato je idealna izbira materiala za industrijske aplikacije. Njihova trdnost ostaja nespremenjena pri izjemno visokih temperaturah, saj so z zmanjšanimi koeficienti trenja, odpornostjo proti koroziji s kislinami in alkalijami ter odlično kemijsko odpornostjo odporni na težka okolja.

Obrabne lastnosti keramike iz silicijevega karbida so odvisne od več dejavnikov, vključno z začetno hrapavostjo površine ter kemičnimi in mehanskimi lastnostmi materiala. Začetna hrapavost površine vpliva na tribološko preoblikovane strukturne plasti, ki se oblikujejo in zmanjšujejo energijo, potrebno za aktiviranje obrabe, hkrati pa zmanjšujejo nastajanje obrabnih ostankov.

Penasta keramika ima po naravi enotno tridimenzionalno mrežno strukturo, odlikujejo pa jo velika specifična površina, selektivna prepustnost za tekoče in plinske medije, odlične toplotne, električne, magnetne in optične funkcije ter lastnosti toplotne regulacije. Zato se široko uporabljajo na različnih področjih, kot so metalurgija, strojništvo, transportni stroji, nacionalna obramba in varstvo okolja.

Nizka toplotna razteznost

Napredna keramika ima edinstveno atomsko sestavo, ki ji omogoča, da ostane stabilna pri visokih temperaturah, medtem ko se drugi materiali, kot je nerjavno jeklo, pri višjih temperaturah raztezajo. Silicijev karbid ima manj kot polovico manjši koeficient toplotnega raztezanja kot nerjavno jeklo.

Kot tak je idealen material za plinske tesnilne obroče, mehanska tesnila in dele ležajev v petrokemični in vesoljski industriji, saj zagotavlja odpornost proti koroziji, oksidaciji, kemični obrabi in toplotnim šokom.

Sintran silicijev karbid (SSiC) ima izjemno trdoto in visok modul elastičnosti, zaradi česar lahko zanesljivo absorbira energijo udarca in zagotavlja balistično zaščito ob znatnem zmanjšanju teže v primerjavi s kovinskimi komponentami.