{"id":23,"date":"2024-02-24T16:39:00","date_gmt":"2024-02-24T08:39:00","guid":{"rendered":"http:\/\/siliconcarbideceramic.net\/?p=23"},"modified":"2024-02-29T12:31:52","modified_gmt":"2024-02-29T04:31:52","slug":"pregled-keramicnih-materialov-iz-silicijevega-karbida","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/sl\/an-overview-of-silicon-carbide-ceramic-materials\/","title":{"rendered":"Pregled kerami\u010dnih materialov iz silicijevega karbida"},"content":{"rendered":"<p>Silicijev karbid je eden najtr\u0161ih in najtrdnej\u0161ih naprednih kerami\u010dnih materialov, ki se uporablja zaradi svoje trdote kot abrazivni material ter toplotne odpornosti in nizkega koeficienta toplotnega raztezanja v ognjevzdr\u017enih materialih in kerami\u010dnih aplikacijah.<\/p>\n<p>Moissanit se lahko pojavi tudi v naravi kot prozoren mineral moissanit. Prvi umetno sintetizirani vzorci so bili ustvarjeni leta 1891 med poskusom Edwarda Achesona, da bi ustvaril umetne diamante; pozneje je kemik Henri Moissan, Nobelov nagrajenec, umetno sintetiziral ve\u010d vzorcev.<\/p>\n<h2>Visoka temperaturna trdnost<\/h2>\n<p>Silicijev karbid (SiC) je izjemno mo\u010dna neoksidna keramika, ki je izjemno odporna proti koroziji in kemi\u010dnim napadom pri povi\u0161anih temperaturah. SiC se uporablja kot ognjevarni material za obloge v industrijskih pe\u010deh kot ognjevarni material za obloge; brusilna kolesa; rezalna orodja; in aplikacije, kjer je mo\u010d bistvena, kot so brusilna kolesa, rezalna orodja in aplikacije za strojno obdelavo. Poleg tega sestavni deli iz SiC tvorijo klju\u010dne dele v uporovnih grelnih elementih, termistorjih za elektri\u010dne pe\u010di ter oblo\u017enih ceveh in tesnilnih povr\u0161inah, ki vsebujejo SiC.<\/p>\n<p>SiC je znan po svoji izjemni toplotni odpornosti in trdnosti pri povi\u0161anih temperaturah, zato je zelo cenjen v industrijskih aplikacijah. SiC je odporen proti oksidaciji pri temperaturah do 1000 stopinj C, saj ustvari za\u0161\u010ditno plast oksida, ki deluje kot pregrada med njegovimi povr\u0161inami in elementi, ki jih obdaja; vendar lahko pri vi\u0161jih temperaturah razpoke prodrejo skozi to pregrado in razpr\u0161ijo energijo prek interkristalnih ali zrnatih obmo\u010dij, zaradi \u010desar je te\u017eko pove\u010dati trdnost pri povi\u0161anih temperaturah.<\/p>\n<p>Silicijev karbid se lahko proizvaja z dvema razli\u010dnima postopkoma: reakcijsko vezanim in sintranim. Obe obliki pomembno vplivata na njegovo mikrostrukturo in s tem na zmogljivost pri povi\u0161anih temperaturah. Reakcijsko vezanje vklju\u010duje infiltracijo zelenih kompaktov iz zmesi SiC in ogljika s teko\u010dim silicijem; tako se ustvarijo strukture z minimalnimi spremembami dimenzij med obdelavo in z veliko povr\u0161ino. Ognjevzdr\u017ena mikrostruktura jedra in lupine zagotavlja edinstvene lastnosti, ki dokazano pove\u010dujejo trdnost SiC pri povi\u0161anih temperaturah.<\/p>\n<h2>Odpornost na visoke temperature<\/h2>\n<p>Silicijev karbid je zaradi svoje izjemne trdnosti odli\u010den material za uporabo pri visokih temperaturah, kot so kerami\u010dne zavorne plo\u0161\u010dice za avtomobile. Material lahko prenese temperature do 1400 stopinj Celzija, pri tem pa \u0161e vedno ohranja izjemno trdnost in trdoto, zaradi \u010desar je silicijev karbid idealen material.<\/p>\n<p>Silicijev karbid se od drugih kerami\u010dnih materialov razlikuje po tem, da se pri visokih temperaturah ne razgradi ali stopi, zato je primeren za uporabo v visoko obremenjenih in obremenilnih aplikacijah, kot so le\u017eaji in neprebojne plo\u0161\u010de, ne da bi pri\u0161lo do trajnih strukturnih po\u0161kodb. Zaradi tega je silicijev karbid \u0161e posebej idealen za aplikacije z visokimi obremenitvami, kot so le\u017eaji in neprebojne plo\u0161\u010de.<\/p>\n<p>Silicijev karbid se v naravi pojavlja kot izjemno redek mineral moissanit, medtem ko proizvodnja sinteti\u010dnega sic ustreza zahtevam sodobne nacionalne obrambe, jedrske energije, vesoljske tehnologije in vesoljske industrije, ki zahtevajo natan\u010dne dimenzije.<\/p>\n<p>Spe\u010deni silicijev karbid se pona\u0161a z eno najvi\u0161jih toplotnih prevodnosti med tehni\u010dno keramiko, ki je druga za aluminijevim nitridom. To je mogo\u010de pripisati njegovi kisikovi mre\u017easti strukturi, ki povzro\u010da veliko razpr\u0161itev fononov. Toplotno prevodnost je sicer mogo\u010de dodatno pove\u010dati z uporabo oksidnih dodatkov v postopkih sintranja, vendar jih je treba omejiti na najmanj\u0161o mo\u017eno mero, da se ohranita strukturna stabilnost in oksidacijska odpornost materiala.<\/p>\n<h2>Nizek koeficient toplotnega raztezanja<\/h2>\n<p>Silicijev karbid je zaradi nizkega koeficienta toplotnega raztezka odli\u010den material za uporabo kot kompozit s kerami\u010dno matrico (CMC) v te\u017ekih razmerah, zato se pogosto uporablja v aplikacijah, kot so plinske turbine in raketne \u0161obe, kjer morajo materiali prena\u0161ati visoke temperature in toplotne sunke.<\/p>\n<p>Zaradi odpornosti proti koroziji je nerjavno jeklo odli\u010dna izbira materiala za obloge kemi\u010dnih industrijskih pe\u010di, kjer lahko vzdr\u017ei ekstremne temperature, hkrati pa ohrani strukturno celovitost. Poleg tega je nerjavno jeklo zelo kemijsko stabilno in omogo\u010da dolgotrajno delovanje v neprijaznih teko\u010dih okoljih, kot so kisle in alkalne raztopine.<\/p>\n<p>Najbolj raz\u0161irjen polimorf silicijevega karbida, alfa oblika, se nahaja pri temperaturah nad 1700 stopinj C z wurtzitno kristalno strukturo in tali\u0161\u010dem nad 1700 stopinj C. Obstaja pa tudi redkej\u0161a beta oblika s kristalno strukturo cink blende, ki je podobna diamantu, in ni\u017ejo temperaturo taljenja pri 1030 stopinjah Celzija - ta redkej\u0161a oblika lahko slu\u017ei kot podpora za heterogene katalizatorje.<\/p>\n<p>Silicijev karbid je mogo\u010de najti v obliki porozne in goste keramike. Tehnike izdelave so zelo razli\u010dne, kon\u010dna mikrostruktura pa je odvisna od uporabljene proizvodne metode. Reakcijsko vezani SiC se proizvaja z infiltriranjem kompaktov me\u0161anice ogljik-SiC s staljenim silicijem, ki medsebojno reagira in tvori ve\u010d SiC, kar pove\u017ee prvotni kompakt; sintrani SiC, kot je Hexoloy, se oblikuje z obi\u010dajnimi postopki oblikovanja keramike pred sintranjem pri visokih temperaturah v inertni atmosferi.<\/p>\n<h2>Visoka trdota<\/h2>\n<p>Trdota silicijevega karbida na Mohsovi lestvici dosega 9,5, kar ga uvr\u0161\u010da na tretje mesto za diamantom in borovim nitridom. Zato je primeren za rezalna orodja in abrazivne materiale ter izdelavo delov, odpornih proti obrabi pri visokih temperaturah, kot so le\u017eaji in tesnila v strojni industriji.<\/p>\n<p>Silicijev karbid se zaradi edinstvene kombinacije stabilnih kemijskih lastnosti, odli\u010dne toplotne prevodnosti, nizkega koeficienta toplotne razteznosti, trdote in mehanske trdnosti \u0161iroko uporablja v razli\u010dnih industrijah, vklju\u010dno z naftno, kemijsko, mikroelektronsko, avtomobilsko, letalsko, papirno in lasersko rudarsko. Poleg tega se silicijev karbid uporablja tudi v informacijski elektroniki za varstvo okolja in pri uporabi energije.<\/p>\n<p>Silicijev karbid (SiC) se lahko proizvaja z dvema postopkoma, reakcijskim vezanjem in sintranjem, ki vplivata na njegovo kon\u010dno mikrostrukturo. Reakcijsko vezani SiC obi\u010dajno nastane z infiltracijo kompaktov, sestavljenih iz me\u0161anic silicija in ogljika, s teko\u010dim silicijem, ki nato reagira z drugimi molekulami silicija in ogljika ter tvori ve\u010d vezi SiC, medtem ko je sintrani SiC izdelan z uporabo obi\u010dajnih tehnik oblikovanja keramike in neoksidnih pripomo\u010dkov za sintranje za proizvodnjo.<\/p>\n<p>Silicijev karbid je zaradi svoje odli\u010dne obdelovalnosti odli\u010den material za izdelavo tesnilnih komponent, odpornih proti obrabi, zlasti v kombinaciji z grafitom. Ta kombinacija ponuja ni\u017eje koeficiente trenja kot aluminijasta keramika in trde zlitine ter ohrani svojo obliko med visokimi vrednostmi PV, da se prepre\u010di uhajanje kemikalij, kot so alkalije in kisline, v okolje.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-full wp-image-28\" src=\"http:\/\/siliconcarbideceramic.net\/wp-content\/uploads\/2024\/02\/reaction-bonded-sic.jpg\" alt=\"reakcija vezana sic\" width=\"800\" height=\"800\" srcset=\"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/wp-content\/uploads\/2024\/02\/reaction-bonded-sic.jpg 800w, https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/wp-content\/uploads\/2024\/02\/reaction-bonded-sic-300x300.jpg 300w, https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/wp-content\/uploads\/2024\/02\/reaction-bonded-sic-150x150.jpg 150w, https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/wp-content\/uploads\/2024\/02\/reaction-bonded-sic-768x768.jpg 768w\" sizes=\"auto, (max-width: 800px) 100vw, 800px\" \/><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Silicon Carbide is one of the hardest and most durable advanced ceramic materials, used both for its hardness as an [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[3],"tags":[],"class_list":["post-23","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-sic-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/23","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=23"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/23\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":29,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/23\/revisions\/29"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=23"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=23"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=23"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}