Allt du behöver veta om plattor av kiselkarbid

Kiselkarbidplåt är ett hårt och starkt material som ofta används i industriella och tekniska tillämpningar. I den här artikeln går vi igenom allt du behöver veta om detta mångsidiga material - dess sammansättning, tillverkningsprocesser och användningsområden.

Hårdheten gör att dessa plattor kan skydda mot flera olika hot, t.ex. kulor och pansarbrytande kulor, samtidigt som de har en exceptionell kemisk beständighet.

Hårdhet

Kiselkarbid (SiC) är ett av de hårdaste material som finns, näst efter diamant. På grund av den extrema hårdheten är SiC idealiskt för pansarplåtar, skärverktyg och slitstarka komponenter och har utmärkta mekaniska egenskaper, t.ex. brottseghet, Youngs modul och böjhållfasthet.

SiC-plattor är en integrerad del av kroppsskydd och fordonsskyddssystem för ballistiska tillämpningar och ger skydd mot olika typer av projektiler, allt från pistolkulor till höghastighetsfragment. Deras lätta konstruktion möjliggör ökad rörlighet och komfort för användarna samtidigt som fordonslasten blir lättare.

Silikonkarbidens unika egenskaper gör den till ett utmärkt val för militära och brottsbekämpande tillämpningar, inklusive pansartillämpningar för kroppar och fordon. Den kan motstå stötar från kulor och pansarbrytande kulor med betydande penetration; dessutom skyddar den mot höghastighetsfragment samt kemiska hot.

GAB Neumann erbjuder silikonkarbidprodukter för processutrustning och ballistiskt skydd, med hjälp av en komplicerad tillverkningsprocess som består av pulverberedning och blandning med bindemedel, extrudering eller kall isostatisk pressning, formning, bearbetning och slutligen sintring under höga temperaturer och tryck. Det högpresterande material som produceras är jämförbart med borkarbid när det gäller densitet, hårdhet och ballistiska egenskaper, men till en lägre tillverkningskostnad, vilket gör det till ett bättre alternativ än aluminiumoxidkeramik i dessa applikationer.

Termisk konduktivitet

Kiselkarbidplattor har hög värmeledningsförmåga och kan snabbt värmas upp eller kylas av, vilket gör dem lämpliga för applikationer där temperaturen varierar snabbt, t.ex. ugnar eller andra värmebehandlingsmiljöer. Dessutom har materialet låg värmeutvidgning, vilket gör det stabilt även i miljöer med snabba temperaturväxlingar.

SiC är ett exceptionellt hårt, starkt och kemiskt inert material som gör det mycket korrosionsbeständigt i tuffa miljöer - idealiskt för industriella processer där kemikalier eller andra korrosiva ämnen används. SiC:s motståndskraft mot mekaniska skador innebär dessutom att det kan motstå höga påfrestningar utan att skadas eller bli skevt.

SiC:s kemikaliebeständighet är också fördelaktig i högteknologiska applikationer, inklusive speglar för rymdteleskop. Tack vare sin förmåga att motstå extremt höga temperaturer med bibehållen integritet är SiC ett idealiskt materialval för dessa speglar, vilket gör att astronomiska teleskop med intensiva värmenivåer passar utmärkt för speglar tillverkade av SiC. Partikelacceleratorer använder också ofta detta material på grund av dess förmåga att hantera både höga temperaturer och spänningar utan att smälta ned eller förvränga deras prestanda.

Kiselkarbid finns i olika former och har unika kvaliteter och egenskaper. Vanligast är alfa-kiselkarbid (a-SiC), med sin hexagonala kristallstruktur som liknar Wurtzite; denna form används ofta i industriella applikationer. Beta-kiselkarbid (b-SiC), med sin zinkblendekristallstruktur som gör den mindre spröd än alfaversionen, har färre användningsområden men är fortfarande ett ekonomiskt val.

Motståndskraft mot höga temperaturer

Kiselkarbidplattor har enastående motståndskraft mot höga temperaturer, en oumbärlig egenskap i många industriella tillämpningar. Detta keramiska material tillverkas genom sintring av SiC-pulver under extremt tryck och värme och resulterar i en extremt tät produkt som bibehåller sin mekaniska styrka även vid förhöjda temperaturer. På grund av sin förmåga att motstå termisk chock och kemisk nedbrytning i tuffa miljöer är kiselkarbid ett utmärkt val för pansarskydd, skärverktyg, slitstarka komponenter och slitstarka komponenter i allmänhet.

Kiselkarbid skiljer sig från andra keramiska material genom att det har mycket låg termisk expansion och motståndskraft mot korrosion från sura ämnen, vilket gör det lämpligt för kemiska processapplikationer där material kan komma i kontakt med syror, slipmedel eller andra starka kemikalier. Kiselkarbidplattor har också enastående elektriska egenskaper som gör dem lämpliga för halvledarsubstrat eller elektroniska komponenter.

Plattor av kiselkarbid tillverkas i flera steg, från beredning av pulver och blandning med bindemedel, formning, sintring och slipning/polering till förpackning av slutprodukten i kartonger/träboxar eller skräddarsydda enligt kundens specifikationer. Plattor av kiselkarbid har många användningsområden, t.ex. skär-/slipskivor/hjul av olika typer/kvaliteter/storlekar eller slipskivor tillverkade av dem; värmebeständigt foder för kulkvarnar samt blästermunstycken/cyklonkomponenter som behöver erosionsbeständighet är bara några exempel på användningsområden/tillämpningar/tillämpningar där plattor/ark/barriärer av kiselkarbid kan hittas.

Kemisk beständighet

Kiselkarbid är mycket resistent mot kemikalier och uppvisar inga förändringar i beteende ens i närvaro av starka syror och alkalier, vilket gör den lämplig för miljöer med korrosionsframkallande gaser eller vätskor. Dessutom har den utmärkta egenskaper mot termisk chock samtidigt som den förblir dimensionsstabil vid förhöjda temperaturer.

Kiselkarbidens kemiska stabilitet gör att den kan användas som slipmaterial i skärverktyg och andra industriella applikationer, med Mohs hårdhetsgrad på 9,5 (nästan likvärdig med diamant) som ger överlägsna slipegenskaper och dess brottegenskaper som gör den lämplig för slipande pappers- och tygprodukter.

Karborundumkeramik används ofta i karborundumtryck, en form av kollagrafiskt tryck. En aluminiumplåt, bestruken med en pasta som innehåller karborundumkorn, placeras på en rullbäddspress som används för djuptryck för att producera tryckmärken på ytan.

Kiselkarbidplattor är på grund av sin exceptionella hårdhet, sitt skydd mot flera hot och sin hållbarhet en oumbärlig komponent i modern skyddsutrustning och pansar. SiC-plattor finns i västar, hjälmar och andra pansarsystem som bärs av militär personal, poliser och säkerhetspersonal; särskilt när det gäller ballistiska hot som kulor, splitter och pansarbrytande projektiler. SiC-plattornas lätta vikt minskar dessutom slitaget och tröttheten hos bärarna.