Napredna izdržljivost s reakcijski spojenim SiC-om

Reakcijski vezani SiC (RBSC) je iznimno izdržljiv materijal koji se koristi u višestrukim primjenama zbog svoje vrhunske otpornosti na habanje i toplinske stabilnosti. Više o tome pročitajte ovdje!

Reakcijska vezana proizvodnja počinje miješanjem materijala koji se sastoje od SiC i ugljika. Jednom formirana, ovo zeleno tijelo podvrgnuto je zelenoj strojnoj obradi za preciznost i završnu obradu površine.

Otpornost na trošenje

Silicijev karbid ističe se kao jedan od najboljih u pogledu otpornosti na habanje, zahvaljujući pouzdanom procesu proizvodnje koji rezultira čvrstim, izdržljive obloge otporne na habanje koje su dokazale svoju vrijednost u zahtjevnim industrijskim okruženjima.

Reaktivno vezani kompozit od nehrđajućeg čelika (RBSC), stvoren kroz inovativni proces reakcije vezivanja u kojem se rastaljeni silicij infiltrira u porozni ugljični preform, omogućuje RBSC-u da zadrži svoj oblik na visokim temperaturama dok je i dalje strukturno čvrst i otporan na koroziju kiselina. Naduti, njegova toplinska ekspanzija je izuzetno niska, a dokazana je i otpornost na koroziju.

SiC je nadaleko poznat po svojoj tvrdoći, otpornost na trošenje, toplinska i kemijska erozija kao materijal koji se koristi za mehaničke brtve i komponente pumpi visokih performansi. Ovisno o njegovoj ocjeni, SiC se također može pohvaliti izvrsnom čvrstoćom na savijanje pri povišenim temperaturama uporabe, kao i dobrom vlačnom čvrstoćom – kvalitete koje ga čine prikladnim za primjene u kojima se mogu pojaviti vibracije i udarci.

Toplinska otpornost

Visoka toplinska otpornost RBSC-a čini ga vodećim u zahtjevnim industrijskim primjenama, učinkovito odvodi toplinu kako bi se omogućila njegova uporaba u vrućim okruženjima bez dodatnih zastoja i zahtjeva za održavanjem.

Reakcijski vezan silicijski karbid (RBSC) se proizvodi infiltriranjem kompakta sastavljenih od smjesa SiC i ugljika s tekućim silicijem, pri čemu njegove reakcije s ugljikom rezultiraju daljnjim stvaranjem silicija koji povezuje početne SiC čestice zajedno – za razliku od sinteriranog SiC-a koji se proizvodi konvencionalnim procesima oblikovanja keramike korištenjem neoksidnih pomoćnih sredstava za sinteriranje.

Songovo istraživanje sugerira da impregnacija prekursora kompozita povećava sadržaj SiC kontroliranjem reakcije između tekućeg silicija i amorfnog ugljika, uklanjanje fenomena začepljenja pora, i proizvodnju gustog RB-SiC s visokim modulom i čvrstoćom – proizvodeći guste RBSC s iznimnom kombinacijom strukturne čvrstoće, kemijska otpornost, otpornost na temperaturu i otpornost na habanje – čineći RBSC materijalom sutrašnjice. Naduti, ovaj vatrostalni materijal može se pohvaliti nevjerojatnom izdržljivošću u područjima s velikim trošenjem, uz vrhunsku otpornost na eroziju i stabilnost na toplinske udare – čineći RBSC materijalom sutrašnjice.

Kemijska otpornost

Reaction Bonded SiC iznimno je čvrst i otporan keramički materijal, poznat po tome što je kemijski inertan i otporan na oksidaciju i koroziju. Može izdržati visoke temperature i pritom ostati čvrst, Reaction Bonded SiC čini idealne komponente u industrijskim postavkama kao što su pumpe, mlaznice, ležajevi, prigušnice za kontrolu protoka i slično.

Proizvodnja RB SiC-a uključuje ubrizgavanje tekućeg silicija u porozni ugljični materijal upakiran u svoj konačni oblik pomoću reaktivne infiltracije taline (RMI). Ovaj proces osigurava minimalni zaostali ugljik koji začepljuje pore, i omogućuje reakciju rastaljenog silicija s ugljikom u stvaranje silicijevog karbida [1, 2].

Reakcijski vezan silicijev karbid nudi iznimnu toplinsku vodljivost, nizak koeficijent širenja, i otpornost na toplinski udar, oksidacija i korozija; što ga čini izvrsnim izborom za opremu za obradu poluvodiča kao što su police peći i namještaj ili lončići. Naduti, njegova lagana svojstva i snaga čine ga korisnim u vojnoj ili zrakoplovnoj opremi kao što su oklopne ploče ili raketne mlaznice.

Otpornost na toplinski udar

Otpornost materijala na toplinski udar može se mjeriti njihovom sposobnošću da izdrže naprezanje pri brzim promjenama temperature, ovisno o njihovoj strukturi, svojstva i okoliš. Takav stres može rezultirati pukotinama, deformacija ili lomova unutar njihovih struktura, svojstva ili okruženja – što na primjer dovodi do potencijalnih problema s pucanjem.

Reakcijski vezani silicijev karbid ima zamršenu strukturu rešetke veza između atoma ugljika i silicija koje mu daju značajnu mehaničku čvrstoću, visoka toplinska vodljivost i niska gustoća – svojstva koja pridonose njegovoj izvanrednoj otpornosti na toplinski udar.

Otpornost materijala na toplinski udar ovisi o nizu čimbenika, uključujući početnu stopu inicijacije pukotine i brzinu širenja, duljina pukotine i uvjeti njezina nastanka. RBSC materijal ima sposobnost izdržati velike količine naprezanja od pukotina dok se odupire različitim mehanizmima oštećenja – od matričnih pukotina koje se formiraju unutar pora između snopova vlakana do radijalnih pukotina duž stijenki pora – bez značajne degradacije ili stvaranja pukotina.