Rekristalizirani silicijev karbid

Silicijev karbid je izredno trda keramika, ki ima izjemno temperaturno stabilnost in odpornost proti koroziji, zato se pogosto uporablja v kemični in metalurški industriji ter industriji, ki je odporna proti obrabi.

RSiC se proizvaja s postopkom izhlapevanja in koagulacije pri visoki temperaturi ter se ponaša z odprto poroznostjo od 11-15%, veliko velikostjo zrn in brez krčenja med postopkom žganja.

Visoka poroznost

Rekristalizirani silicijev karbid se od številnih poroznih keramik razlikuje po tem, da se med žganjem ne krči, kar omogoča izdelavo večjih delov z nižjimi stroški energije in krajšimi proizvodnimi cikli. Poleg tega ta material prenese toplotne udarce in visoke temperature, ne da bi pri tem poškodoval svoje strukture.

Velikost por in mikrostruktura imata pomembno vlogo pri določanju električne upornosti poroznega silicijevega karbida. S spreminjanjem temperature sintranja in nastavitev tlaka CIP lahko velikost por prilagodite posebej za določene aplikacije, medtem ko lahko s prilagoditvami kemične sestave ustrezno spremenite njegovo poroznost.

Velikost por je mogoče nadzorovati tudi z dodatki druge faze, kot so oksidi ali silicidi. Z manipulacijo dejavnikov, ki vplivajo na električno upornost v poroznem silicijevem karbidu, se lahko pojavijo nove in zanimive aplikacije na številnih področjih.

Visoka trdnost

Keramika iz rekristaliziranega silicijevega karbida ima napredno mikrostrukturo, ki ji daje izjemne mehanske, toplotne in električne lastnosti pri vseh temperaturah, vključno s stabilnostjo dimenzij, odpornostjo proti koroziji in trdnostjo tudi pri ekstremnih temperaturah. Zaradi teh lastnosti je keramika RSiC odlična izbira za uporabo kot pohištvo za peči (kot so tunelske peči, peči z raketoplani in dvojnimi valji) ali celo za oklepne plošče proti napadom z balističnimi izstrelki.

Silikatno vezan silicijev karbid (SiC), proizveden iz grobozrnatega in srednjezrnatega prahu SiC, sintranega z aluminosilikatnim vezivom 5-15%, ima homogeno strukturo in odlično upogibno trdnost, poleg tega pa izkazuje odlično oksidacijsko odpornost. V primerjavi s tem ima RSiC bolj homogeno strukturo z večjo upogibno trdnostjo in večjo odpornostjo proti oksidaciji.

RSiC se proizvaja s postopkom izhlapevanja in kondenzacije, ki ustvarja čistejši in gostejši material kot standardni postopki sintranja v prahu, kar pomeni, da je za zapolnitev por potrebno manj kovinskega silicija, s čimer se zmanjša tveganje razpok med sintranjem, hkrati pa se zagotovi natančnejša geometrija dela, saj se med infiltracijo ne krči.

Visoka toplotna stabilnost

Silicijev karbid se ponaša z odlično kemijsko stabilnostjo in odpornostjo na toplotne udarce ter nizkim koeficientom raztezanja. Zaradi visoke temperaturne stabilnosti je silicijev karbid odličen material za uporabo pri proizvodnji energije, kot so jedrski reaktorji ali sončne elektrarne.

Reakcijsko sintranje je ena najpogosteje uporabljenih metod proizvodnje keramike, pri kateri se silicijevi in ogljikovi atomi mešajo v silicijev dioksid v prahu, da nastane keramični material z diamantno trdimi lastnostmi in kompaktno strukturo, iz katerega se izdelujejo različno oblikovani deli.

Podjetja CoorsTek, Saint-Gobain Ceramic Materials, ESK-SIC GmbH in Fiven so med vodilnimi na trgu proizvodnje rekristaliziranega silicijevega karbida, saj imajo v svojih panogah dolgo zgodovino in se močno osredotočajo na inovacije. Čeprav natančni podatki o njihovi prodaji morda niso javno dostopni, so ta podjetja še vedno močno prisotna na trgu in se zdijo v dobrem položaju, da se bodo v prihodnosti še naprej širila.

Visoka odpornost proti koroziji

Silicijev karbid se ponaša z izjemno odpornostjo proti koroziji zaradi naravne strukture materiala, ki jo sestavljajo med seboj povezana zrna, podobna ploščam, ki potekajo pravokotno vzdolž njegove površine. Poleg tega njegova edinstvena mikrostruktura zagotavlja neprekosljivo odpornost proti eroziji/abraziji/termičnim šokom ter dimenzijsko stabilnost pri višjih temperaturah, zaradi česar je idealen material za izdelavo pohištva za peči in druge visokotemperaturne aplikacije v industriji.

Rekristaliziran silicijev karbid se lahko oblikuje s postopkom drsnega litja, ekstrudiranja in brizganja, da se pridobi material z izjemno trdnostjo pri zelo visokih temperaturah. Zaradi svoje trdnosti je še posebej primeren za izdelavo okvirjev nosilne konstrukcije v tunelskih pečeh, pečeh za prevažanje in pečeh z nižjim ognjem, saj lahko prenese zelo visoke temperature, hkrati pa izboljša oksidacijsko odpornost obloge peči in zmanjša porabo energije.

Rekristalizirani silicijev karbid ima tudi velik potencial za proizvodnjo keramike, ojačane s kovinami, kar zagotavlja učinkovito kombinacijo kovin in keramike v naprednih tehničnih komponentah, ki se uporabljajo v stolpih za sončno energijo.