Po ve\u010d kot dvajsetih letih dolo\u010danja in name\u0161\u010danja pohi\u0161tva za pe\u010di in visokotemperaturnih sestavnih delov sem videl veliko materialov, ki so pri\u0161li in od\u0161li. Nekateri so na papirju videti dobro, a se v praksi hitro izka\u017eejo. Plo\u0161\u010de iz silicijevega karbida so ostale v redni uporabi, ker re\u0161ujejo te\u017eave, ki jih aluminijev oksid, kordierit ali mulit pogosto ne morejo re\u0161iti. Zdru\u017eujejo dobro trdnost pri temperaturi z nenavadno visoko toplotno prevodnostjo, kar oblikovalcem omogo\u010da hitrej\u0161e cikle in \u0161e vedno dolgo \u017eivljenjsko dobo. Niso najcenej\u0161a mo\u017enost, vendar se v mnogih obratih s\u010dasoma izka\u017eejo za najbolj ekonomi\u010dne.<\/p>\n
Plo\u0161\u010de iz silicijevega karbida so izdelane iz zrn silicijevega karbida, ki so reakcijsko vezana ali sintrana. Pri reakcijskem vezanju se silicijev karbid v prahu zme\u0161a z ogljikom ali silicijem, oblikuje v obliko s stiskanjem ali iztiskanjem in nato \u017ege v atmosferi, bogati s silicijem. Silicij reagira z ogljikom in tvori dodaten silicijev karbid, ki pove\u017ee prvotna zrna. Pri sintranih razli\u010dicah se uporablja prah SiC visoke \u010distosti z majhnimi koli\u010dinami pomo\u017enih sredstev za sintranje, ki se \u017egejo pri zelo visokih temperaturah, pogosto nad 2 000 \u00b0C, da se dose\u017eejo gosta telesa. Pri obeh na\u010dinih nastanejo plo\u0161\u010de, ki so obi\u010dajno debele od 6 mm do 25 mm in so na voljo v standardnih velikostih ali oblikah po meri za police za pe\u010di, batne plo\u0161\u010de in nosilce.<\/p>\n
Najpomembnej\u0161a lastnost je toplotna prevodnost. Ve\u010dina keramike slabo prevaja toploto, vendar plo\u0161\u010de iz silicijevega karbida obi\u010dajno dosegajo 20-40 W\/m-K ali ve\u010d, odvisno od razreda in gostote. To je zelo pomembno pri pohi\u0161tvu za pe\u010di. Ko \u017egete polnilo porcelana ali tehni\u010dne keramike, same police absorbirajo in oddajajo toploto. Visokoprevodne plo\u0161\u010de se segrejejo in ohladijo hitreje kot ekvivalenti iz aluminijevega oksida ali kordierita, zato se lahko celoten cikel pe\u010di skraj\u0161a. Videl sem, da so obrati po prehodu na police SiC skraj\u0161ali \u010das \u017eganja za 15-25 %, kar neposredno zmanj\u0161a porabo plina ali elektri\u010dne energije na tono izdelka.<\/p>\n
Dodatna prakti\u010dna prednost je odpornost na toplotne udarce. Ker material hitro prevaja toploto, so temperaturne razlike na plo\u0161\u010di med hitrim segrevanjem ali ohlajanjem manj\u0161e. Koeficient toplotnega raztezanja je za keramiko tudi razmeroma nizek. Ta kombinacija pomeni, da lahko plo\u0161\u010de pre\u017eivijo ve\u010d sto ciklov med sobno temperaturo in 1400-1600 \u00b0C brez razpok, \u010de so ustrezno podprte. V eni od tovarn plo\u0161\u010dic, s katero sem sodeloval, so police iz kordierita pri hitrih ciklih pokale vsakih nekaj mesecev; nadomestne plo\u0161\u010de iz SiC so pri enakem urniku \u017eganja zdr\u017eale ve\u010d kot dve leti.<\/p>\n
Tudi mehanska trdnost pri temperaturi je solidna. Silicijev karbid ohrani uporabno upogibno trdnost tudi nad 1200 \u00b0C, za razliko od \u0161tevilnih oksidnih keramik, ki se zmeh\u010dajo. To omogo\u010da, da tanj\u0161e plo\u0161\u010de prenesejo enako obremenitev, kar dodatno zmanj\u0161a toplotno maso in izbolj\u0161a energetsko u\u010dinkovitost. Odpornost proti obrabi je odli\u010dna, zato se plo\u0161\u010de, ki se uporabljajo v abrazivni atmosferi ali pri velikih obremenitvah, ne obrabijo hitro. Kemi\u010dno so dokaj dobro odporne proti ve\u010dini kislin in staljenim kovinam, \u010deprav nad pribli\u017eno 1200 \u00b0C na zraku po\u010dasi oksidirajo in tvorijo za\u0161\u010ditno plast silicijevega dioksida. V reducirani ali inertni atmosferi se obnesejo \u0161e bolje.<\/p>\n
Uporablja se predvsem v industriji keramike in toplotne obdelave. Najpogosteje se uporabljajo police za pe\u010di in nastavitvene plo\u0161\u010de za \u017eganje porcelana, sanitarne keramike in napredne keramike. Plo\u0161\u010de so lahko dovolj ravne in stabilne, da podpirajo velike ali ob\u010dutljive kose, ne da bi se obviseli. Uporabljajo se tudi v toplotnih izmenjevalnikih, sestavnih delih gorilnikov in nekaterih napravah za kemi\u010dne procese, kjer sta potrebni visoka toplotna prevodnost in odpornost proti koroziji. Pri obdelavi polprevodnikov se plo\u0161\u010de iz SiC visoke \u010distosti uporabljajo kot nosilci ali susceptorji za rezine, saj vna\u0161ajo minimalno kovinsko onesna\u017eenje.<\/p>\n
Seveda obstajajo kompromisi. Plo\u0161\u010de iz silicijevega karbida stanejo ve\u010d na kilogram kot plo\u0161\u010de iz aluminijevega oksida ali kordierita, zato se obi\u010dajno opravi\u010dujejo z dalj\u0161o \u017eivljenjsko dobo, hitrej\u0161imi cikli ali manj\u0161im lomljenjem izdelkov, ki se \u017egejo. So tudi bolj krhke od jekla, zato je treba z njimi med polnjenjem in praznjenjem ravnati previdno; \u010de eno od njih spustite na vogal, se obi\u010dajno odlomi ali po\u010di. Oksidacija postopoma pove\u010duje maso in lahko v ve\u010d letih spremeni dimenzije, \u010deprav je u\u010dinek pri obi\u010dajnih temperaturah pe\u010di po\u010dasen. V zelo hitrih tokovih plina ali pri dolo\u010denih tokovih lahko pride do erozije, zato je pomembna izbira razreda materiala.<\/p>\n
S prakti\u010dnega vidika nekaj navad izbolj\u0161a rezultate. Prepri\u010dajte se, da je pohi\u0161tvo pe\u010di enakomerno podprto, da plo\u0161\u010de ne bodo izpostavljene to\u010dkovnim obremenitvam ali zvijanju. Med plo\u0161\u010dami pustite razumne razmike za raztezanje. Pri prehodu z oksidnega pohi\u0161tva ponovno izra\u010dunajte toplotno maso in nekoliko prilagodite krivuljo \u017eganja; hitrej\u0161i odziv SiC lahko sicer povzro\u010di prekora\u010ditev, \u010de stari na\u010drt ostane nespremenjen. Ob\u010dasno preglejte plo\u0161\u010de zaradi oksidacije povr\u0161ine ali po\u0161kodb robov in jih zamenjajte, preden vplivajo na kakovost izdelka.<\/p>\n
Po mojih izku\u0161njah imajo obi\u010dajno najbolj\u0161i donos tisti obrati, ki silicijevo karbidno plo\u0161\u010do obravnavajo kot dolgoro\u010dno nalo\u017ebo in ne kot neposredno zamenjavo. Pred zamenjavo in po njej spremljajo \u010das cikla, porabo energije in obstojnost ter prilagodijo podporne sisteme in postopke ravnanja, da ustrezajo materialu. Ko je to opravljeno, plo\u0161\u010de zagotavljajo stalno zmogljivost v ve\u010d sto ciklih z minimalnim vzdr\u017eevanjem.<\/p>\n
Plo\u0161\u010de iz silicijevega karbida ne bodo nadomestile vseh drugih ognjevzdr\u017enih materialov, vendar so \u0161e vedno ena najzanesljivej\u0161ih izbir, \u010de je treba pri delu ve\u010dkrat uporabiti visoke temperature, \u010de je potreben dober prenos toplote in primerna \u017eivljenjska doba. Pri \u0161tevilnih dejavnostih, s katerimi sem sodeloval, so mirno zmanj\u0161ale stro\u0161ke energije in nena\u010drtovane zastoje, ne da bi za njihovo uporabo potrebovale eksoti\u010dno opremo ali visoko specializirano znanje. Ta kombinacija u\u010dinkovitosti in prakti\u010dnosti je razlog, da si \u0161e naprej zaslu\u017eijo svoje mesto v zahtevnih toplotnih procesih.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
After more than twenty years specifying and installing kiln furniture and high-temperature components, I\u2019ve seen plenty of materials come and […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"default","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":"default","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"set","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":[5],"tags":[],"class_list":["post-398","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-product-related"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/398","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=398"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/398\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":399,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/398\/revisions\/399"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=398"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=398"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideceramic.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=398"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}