חוזק יוצא דופן עם צינור SiC

צינורות סיליקון קרביד ממלאים חלק בלתי נפרד בתעשיות כמו תעופה וחלל, ייצור חשמל ועיבוד כימי. גיבורי-על קרמיים אלה עומדים בסביבות קשות כמו גם בלחץ מכני עז להגברת חוזק ועמידות.

SiCf-SiCm מתנהג בצורה ליניארית אלסטית בעומסים נמוכים עד שמגיעים למתח הפיצוח המטריצת שלו (PLS). ברגע שהגיע, מתחילים תהליכי ייזום והתקדמות נזק.

מוליכות תרמית

SiC הוא חומר יוצא דופן המסוגל לעמוד בלחצים תרמיים ומכאניים כאחד. החוזק והקשיות יוצאי הדופן שלו נובעים מקשר קוולנטי חזק בין המבנים הטטרהדרליים המרכיבים אותו במבנה סריג קריסטל.

SSiC בולט עם מוליכות תרמית גבוהה ואינרטיות כימית, מה שהופך אותו מתאים לסביבות טמפרטורות גבוהות. יֶתֶר עַל כֵּן, חומר זה עמיד בפני חמצון וקורוזיה לתוחלת חיים של ציוד.

המודולוס ומקדם ההתפשטות התרמית של יאנג של קרמיקה SSiC גבוהים יותר מסיליקון ניטריד אך נמוכים מקרמיקה מבני זירקוניה, בעוד מודול האלסטי שלהם מספק יציבות טמפרטורה גבוהה יותר בטמפרטורות גבוהות תוך עמידה בפני זעזועים תרמיים טוב יותר מקרמיקת אלומינה.

מוליכות תרמית עבור דגימות מעוקלות העשויות מחיפוי שעבר שחיקה נמוכה מזו שאינה מוקרנת עקב נקודות ריכוז מתח במקומות שבהם גררי סיבים חופפים, עקב נקודות ריכוז מתח בנקודות בהן הם נפגשים. אוּלָם, בדיקות על צינורות חיפוי קלועים מראים שהם יכולים לעמוד בסביבות מתח גבוה מבלי להתרחש דלמינציה.

עמידות בפני קורוזיה

צינורות סיליקון קרביד ממלאים תפקיד חיוני במסילות תעשייתיות, להגן עליהם מפני טמפרטורות גבוהות, כימיקלים קשים ולחץ מכני. עם ייצור מודרני הדורש רמות תפוקה גבוהות יותר וחדשנות בחומרים מרוכבים וטכניקות סינטר חדשות, פותחות יכולות נוספות עבור הצינורות הרב-תכליתיים הללו, מה שמבטיח שהם יישארו בלב התקדמותם.

עמידות בפני קורוזיה היא הדאגה העיקרית בסביבות כימיות, שבו שחיקה יכולה להפחית במהירות את חיי הרכיבים ולהשפיע על היעילות התפעולית. בעוד שחמצון פני השטח של קרמיקה עשוי להתרחש במהירות, סיליקון קרביד מעלה על חומרים קרמיים מבניים אחרים ביכולתו לעמוד בפני קורוזיה ביעילות.

ייצור פורפורמים של צינורות ללא תפרים באמצעות ארכיטקטורות סיבים שונות (אריגת סיכות, פיתול חוטים ואריגה אורתוגונלית תלת מימדית) נחקר כדי להעריך את השפעתם על העיבוד, מאפיינים מכניים ועמידות של המטריצה ​​של C-SiC. חוזק גזירה בין-למינרית, 3חוזק PB ובדיקות המודולוס של יאנג לאחר שנחשפו למלח כלוריד מותך עבור 500 שעות ב 700 degC גילה שלא התרחשו שינויים בתכונות הנשלטות על המטריצה ​​של C-SiC לאחר טבילה בתמיסת מלח.

חוזק מכני

סיליקון קרביד מסונטז עומד גבוה הן כנגד טמפרטורות גבוהות והן כנגד מתח מכני, בניגוד לרוב הקרמיקה שנשחקת במתח כזה. יֶתֶר עַל כֵּן, הקשיות הקיצונית והחוזק המעולה שלו הופכים אותו לחומר האידיאלי עבור יישומים תעשייתיים תובעניים.

שילוב של מודול אלסטי גבוה והתפשטות תרמית נמוכה מייצר קרמיקה חזקה במיוחד שיכולה לעמוד בלחץ מכני קיצוני. יֶתֶר עַל כֵּן, עמידותו בפני קורוזיה כימית פירושה שהוא שומר על מימדיו ביישומי טמפרטורה גבוהים תוך שהוא נשאר ללא נזקים מכימיקלים קשים שעלולים לשחוק אותו לאורך זמן.

בשל מאפיינים אלו, מערכות חיפוי סיבי אסבסט מהוות חומר אידיאלי עבור תחנות כוח גרעיניות ומתקני ייצור אנרגיה אחרים, להבטיח את שלומם. יֶתֶר עַל כֵּן, חיפויי סיבי אסבסט משמשים לעתים קרובות כחיפוי עמיד בפני קרינה למוטות דלק המספקים עמידות לקרינה וכן תכונות אינרטיות כימיות מצוינות שהופכות את סיבי האסבסט לחלק בלתי נפרד מתהליכים תעשייתיים רבים אחרים, החל מייצור בחלל וייצור חשמל ועד לעיבוד כימי וייצור מוליכים למחצה..

תוחלת חיים

סיליקון קרביד בולט כאחד הגיבורים הבלתי ידועים בקרב קרמיקה בעלת ביצועים גבוהים, נשאר גמיש נגד שחיקה, פירוק כימי ולחץ מכני. מבין הישגיו ההנדסיים הרבים, צינורות סיליקון קרביד ממלאים תפקיד הכרחי במגוון מזילים תעשייתיים, מהתכת מתכת וייצור נייר ועד הנדסת תעופה וחלל, ייצור חשמל וייצור מוליכים למחצה.

צינורות SSiC מתגאים בכימיקלים מעולה, תכונות יציבות תרמית וחוזק מכני שהופכות אותם למתאימים לסביבות שבהן חומרים אחרים יתכלו במהירות, כגון חומצות ואלקליות. יֶתֶר עַל כֵּן, החוזק שלהם בטמפרטורות גבוהות מאפשר להם להמשיך לתפקד מבלי להקריב את שלמות הממדים.

צינורות SSiC’ הטבע המחוספס הופך אותם לאמצעי העברת חום מצוין בתנורים ובכבשנים, בעוד היעילות התרמית המעולה שלהם ממזערת את שיפוע הטמפרטורה כדי לייצר פרופילי סימום עקביים עבור פרוסות בעיבוד, קיצור זמני תהליך תוך הפחתת עלויות התפעול.