Разширена издръжливост с реактивно свързан SiC

Реакционно свързан SiC (RBSC) е изключително издръжлив материал, използван в множество приложения, поради превъзходната си устойчивост на износване и термична стабилност. Прочетете повече за това тук!

Реакционно свързаното производство започва чрез смесване на материали, съставени от SiC и въглерод. Веднъж образувана, това зелено тяло е подложено на екологична обработка за прецизност и повърхностно покритие.

Устойчивост на износване

Силициевият карбид се откроява като един от най-добрите показатели, когато става въпрос за устойчивост на износване, благодарение на надежден производствен процес, който води до здравина, издръжливи, устойчиви на износване облицовки, които са доказали своята стойност в взискателни индустриални среди.

Реактивно свързан композит от неръждаема стомана (RBSC), създаден чрез иновативен процес на реакционно свързване, при който разтопен силиций се инфилтрира в пореста въглеродна заготовка, позволява на RBSC да поддържа формата си при високи температури, като същевременно е структурно здрав и устойчив на киселинна корозия. Освен това, степента на топлинно разширение е изключително ниска и устойчивостта на корозия също е доказана.

SiC е широко известен със своята твърдост, устойчивост на износване, топлинна и химическа ерозия като материал, използван за механични уплътнения и компоненти на високоефективни помпи. В зависимост от степента му, SiC може също да се похвали с отлична якост на огъване при повишени работни температури, както и добра якост на опън – качества, които го правят подходящ за приложения, където могат да възникнат вибрации и удари.

Термично съпротивление

Високата термична устойчивост на RBSC го прави лидер в индустриалните приложения с високи изисквания, ефективно разсейване на топлината, за да позволи използването му в гореща среда без допълнителен престой и изисквания за поддръжка.

Реакционно свързано силициев карбид (RBSC) се произвежда чрез инфилтриране на компакти, съставени от смеси от SiC и въглерод с течен силиций, при което неговите реакции с въглерода водят до допълнително образуване на силиций, който свързва първоначалните SiC частици заедно – за разлика от синтерования SiC, който се произвежда чрез конвенционални процеси на формоване на керамика, като се използват неоксидни помощни средства за синтероване.

Изследванията на Song предполагат, че импрегнирането на композитен прекурсор увеличава съдържанието на SiC чрез контролиране на реакцията между течен силиций и аморфен въглерод, елиминиране на феномена на запушване на порите, и производство на плътен RB-SiC с висок модул и якост – произвеждайки плътен RBSC с изключителна комбинация от структурна здравина, химическа устойчивост, температурна устойчивост и устойчивост на износване – превръщайки RBSC в материала на утрешния ден. Освен това, този огнеупорен материал може да се похвали с невероятна издръжливост в зони с високо износване, заедно с превъзходна устойчивост на ерозия и устойчивост на термичен шок – превръщайки RBSC в материала на утрешния ден.

Химическа устойчивост

Reaction Bonded SiC е изключително здрав и еластичен керамичен материал, известен с това, че е химически инертен и устойчив на окисляване и корозия. Способни да издържат на високи температури, като същевременно остават здрави, Reaction Bonded SiC прави идеални компоненти в промишлени настройки като помпи, дюзи, лагери, дросели за контрол на потока и други подобни.

Производството на RB SiC включва инжектиране на течен силиций в порест въглероден материал, опакован в окончателната му форма с помощта на реактивна инфилтрация на стопилка (RMI). Този процес гарантира минимално количество остатъчен въглерод, който запушва порите, и позволява на разтопения силиций да реагира с въглерод, за да образува силициев карбид [1, 2].

Реакционно свързаният силициев карбид предлага изключителна топлопроводимост, нисък коефициент на разширение, и устойчивост на термичен шок, окисляване и корозия; което го прави отличен избор за оборудване за обработка на полупроводници като рафтове на пещи и мебели или тигли. Освен това, неговите леки свойства и здравина го правят полезен във военно или космическо оборудване като бронирани плочи или ракетни дюзи.

Устойчивост на термичен удар

Устойчивостта на материалите на термичен удар може да се измери чрез способността им да издържат на напрежение при бързи температурни промени, в зависимост от тяхната структура, свойства и среда. Такова напрежение може да доведе до пукнатини, деформации или счупвания в техните структури, свойства или среди – което води до потенциални проблеми с кракване например.

Реакционно свързаният силициев карбид се характеризира със сложна решетъчна структура от връзки между въглеродни и силициеви атоми, които му осигуряват значителна механична якост, висока топлопроводимост и ниска плътност – качества, които допринасят за неговата изключителна устойчивост на термичен шок.

Устойчивостта на материалите на термичен удар зависи от редица фактори, включително начална скорост на възникване на пукнатини и скорост на разпространение, дължината на пукнатината и условията за нейното възникване. RBSC материалът има способността да издържа на голямо количество напрежение от пукнатини, като същевременно издържа на различни механизми за увреждане – от матрични пукнатини, образуващи се в порите между снопове влакна до радиални пукнатини по стените на порите – без да претърпи значителна деградация или образуване на пукнатини.