بناء قوي مع أنبوب كربيد السيليكون

أنبوب كربيد السيليكون (SSIC) هو مكون سيراميك مثير للإعجاب معروف بصلابته المتميزة وثباته الحراري, بالإضافة إلى كونها معروفة على نطاق واسع بمقاومتها الفائقة للتآكل وخمولها الكيميائي.

يمكن العثور على أنابيب SSiC في مجموعة من التطبيقات الصناعية. بخاصة, تتفوق حلول الأنابيب هذه عند تطبيقها على مكونات صناعة الطاقة التي تتطلب مقاومة التآكل والحماية من التآكل.

صلابة

يعد كربيد السيليكون أحد أصعب المواد الموجودة على الأرض, يتميز بتصنيف صلابة موس 13. إنه يحتل مرتبة خلف كربيد الماس والبورون فقط في تصنيف الصلابة. بسبب متانتها الشديدة, يعتبر كربيد السيليكون اختيارًا ممتازًا للمواد للتطبيقات التي قد تحدث فيها ضغوط أو ضغوط ميكانيكية عالية.

لأنها تمتلك قوة ضغط عالية, صلابة, ومعامل صفات المرونة التي تجعله مناسبًا لأنظمة الحماية الباليستية, تعتبر المواد الخزفية خيارًا مثاليًا عند اختيار المواد المدرعة لأنظمة الحماية الباليستية. يمكنها إيقاف المقذوفات أثناء الاختراق مع الاستمرار في امتصاص أي طاقة إضافية مما يسمح لها بتوفير حماية فعالة مع وزن إجمالي أقل للمنتج مقارنة بخيارات الدروع الأخرى.

تسمح صلابة كربيد السيليكون القوية والتمدد الحراري المنخفض باستخدامه في التطبيقات التي تتطلب حراريات مثل بطانات الأفران العالية. بالإضافة إلى, مقاومته لدرجات الحرارة القصوى, التآكل والهجوم الكيميائي يجعلها خيارًا جذابًا للمواد. في تركيبة مع خصائص قوتها, يعتبر كربيد السيليكون خيارًا جذابًا للمواد للعديد من الاستخدامات الصناعية والتجارية.

مقاومة التآكل

يعد كربيد السيليكون أحد أقوى المواد الخزفية المتوفرة في السوق, تقدم تآكل استثنائي, كشط, مقاومة التآكل والاحتكاك. بالإضافة إلى, معدل التمدد الحراري المنخفض, إن قيمة معامل يونغ العالية ومقاومته الكيميائية الاستثنائية تجعله مناسبًا للاستخدام في تطبيقات البناء الصعبة.

لقد أثبت SiC الملبد بدون ضغط مقاومته للهجمات الحمضية من جميع المصادر – الهيدروكلوريك, أحماض الكبريتيك والفوسفوريك; القواعد والمذيبات; جميع الوسائط المؤكسدة والأحماض الكاشطة مثل الجير وحمض النيتريك – مع مقاومة ممتازة للصدمات ضد مواد التزاوج بالإضافة إلى مقاومة فائقة للصدمات.

تستخدم أنابيب SSiC في أفران المعالجة الحرارية للكربنة, عمليات النيترة والتليين بسبب مقاومتها الفائقة ضد الأكسدة وكذلك مقاومة التآكل والتآكل. بالإضافة إلى, تتيح هذه الأنابيب الموفرة للطاقة دورات تسخين وتبريد سريعة مما يؤدي إلى عمر خدمة طويل مما يجعل SSiC حلاً استثماريًا طويل الأجل ميسور التكلفة. كما يتم استخدامها بشكل متكرر كوجوه مانعة للتسرب على المضخات في البيئات بما في ذلك مرافق المعالجة/التكرير الكيميائية, عمليات التعدين ومصانع معالجة اللب/الورق.

الموصلية الحرارية

لقد أعطى المهندسون والمصممون الأولوية منذ فترة طويلة لتحسين الكسوة المركبة من كربيد السيليكون لمفاعلات الطاقة النووية لتقليل امتصاص النيوترونات مع توفير مقاومة ممتازة للأكسدة البخارية., الاحتفاظ بقوة درجة الحرارة العالية بعد التعرض للنيوترونات والاحتفاظ بالقوة أثناء تشعيع النيوترونات [1-4]. للأسف, لقد حظيت الموصلية الحرارية باهتمام أقل بكثير, على الرغم من أن آثاره يمكن أن تؤثر بشكل كبير على سلوك درجة حرارة الوقود وحالة الإجهاد.

يتميز SSiC المودع بالبخار الكيميائي بمعدل أكسدة منخفض للغاية, مما يجعلها مناسبة للبيئات ذات درجات الحرارة العالية مع درجات الحرارة المتقلبة. بالإضافة إلى, إن تمدده الحراري المنخفض يحافظ على ثبات الأبعاد على الرغم من التغيرات المفاجئة في درجات الحرارة.

تُستخدم أنابيب Hexoloy SE بشكل شائع في المبادلات الحرارية ذات الغلاف والأنبوب المستخدمة في تصنيع الزجاج المصقول للعمليات الكيميائية التي تتطلب تنظيمًا دقيقًا لدرجة الحرارة, مثل إنتاجه لعمليات التصنيع الكيميائية مثل تلك التي تنطوي على التخمير. تتيح موصليتها الحرارية الفائقة تبديد الحرارة بسرعة في الحمام الزجاجي دون الحاجة إلى أنظمة تبريد كبيرة ومكلفة, مما يؤدي إلى عمليات أكثر موثوقية مع تحسين الكفاءة التشغيلية.

وزن

يتميز أنبوب فرن كربيد السيليكون بمقاومة وقوة فائقة للتآكل, مما يجعلها مادة تبطين ممتازة في الأفران الكهربائية, أفران تلبيد المعادن, عمليات صهر المعادن غير الحديدية وعمليات صب المعادن غير الحديدية. بالإضافة إلى, إن موصليتها الحرارية ومقاومتها للصدمات تجعلها من الأصول التي لا تقدر بثمن.

خصائص التمدد الحراري المنخفضة لكربيد السيليكون ألفا الملبد تجعله مناسبًا تمامًا للتطبيقات التي تتطلب تغيرات سريعة في درجات الحرارة, مثل فوهات الانفجار. على سبيل المثال, استخدامه له عمر طويل الأمد (50% أكثر من كربيد التنغستن), معدلات تآكل منخفضة ومقاومة تآكل استثنائية.

يعد Sic اختيارًا ممتازًا للمواد لفوهات الرش الحمضي والأجزاء الأخرى المعرضة لبيئات كيميائية قاسية نظرًا لمقاومتها الممتازة للتآكل والتآكل. قد يؤدي التصلب باستخدام إضافات الكروم والموليبدينوم إلى زيادة متانته; لكن, وهذا يزيد بشكل كبير من تكاليف المواد. الوزن النوعي المنخفض لـ Sic يجعلها مناسبة بشكل خاص للتطبيقات التي توجد بها قيود على المساحة والوزن, بما في ذلك المحركات الصاروخية وأنظمة حماية الدروع المركبة.