Zaawansowana trwałość dzięki reakcji SiC

SiC ze wiązaniem reakcyjnym (RBSC) to niezwykle trwały materiał stosowany w wielu zastosowaniach ze względu na jego doskonałą odporność na zużycie i stabilność termiczną. Przeczytaj więcej na ten temat tutaj!

Produkcja związana reakcją rozpoczyna się od zmieszania materiałów składających się z SiC i węgla. Raz uformowany, ten zielony korpus poddawany jest ekologicznej obróbce w celu zapewnienia precyzji i wykończenia powierzchni.

Odporność na zużycie

Węglik krzemu wyróżnia się jako jeden z najlepszych pod względem odporności na zużycie, dzięki niezawodnemu procesowi produkcyjnemu, który zapewnia wytrzymałość, trwałe, odporne na zużycie okładziny, które sprawdziły się w wymagających środowiskach przemysłowych.

Reaktywny kompozyt ze stali nierdzewnej (RBSC), stworzony w innowacyjnym procesie łączenia reakcyjnego, w którym stopiony krzem jest infiltrowany do porowatej preformy węglowej, pozwala RBSC zachować swój kształt w wysokich temperaturach, zachowując jednocześnie solidną konstrukcję i odporność na korozję kwasową. Ponadto, jego współczynnik rozszerzalności cieplnej jest wyjątkowo niski, a odporność na korozję również została udowodniona.

SiC jest powszechnie znany ze swojej twardości, odporność na zużycie, erozję cieplną i chemiczną jako materiał stosowany na uszczelnienia mechaniczne i elementy pomp o wysokiej wydajności. W zależności od jego stopnia, SiC charakteryzuje się również doskonałą wytrzymałością na zginanie w podwyższonych temperaturach użytkowania, a także dobrą wytrzymałością na rozciąganie – cechy, które sprawiają, że nadaje się do zastosowań, w których mogą wystąpić wibracje i wstrząsy.

Odporność termiczna

Wysoka odporność termiczna RBSC czyni go liderem w wymagających zastosowaniach przemysłowych, skutecznie rozprasza ciepło, aby umożliwić jego zastosowanie w gorącym otoczeniu bez dodatkowych przestojów i wymagań konserwacyjnych.

Reakcja związana z węglikiem krzemowym (RBSC) wytwarzany jest poprzez infiltrację wyprasek składających się z mieszanin SiC i węgla z ciekłym krzemem, przy czym jego reakcje z węglem powodują powstawanie dalszego krzemu, który wiąże ze sobą początkowe cząstki SiC – w przeciwieństwie do spiekanego SiC, który jest wytwarzany w konwencjonalnych procesach formowania ceramiki przy użyciu nietlenkowych środków pomocniczych do spiekania.

Badania Songa sugerują, że impregnacja prekursora kompozytu zwiększa zawartość SiC poprzez kontrolowanie reakcji pomiędzy ciekłym krzemem a węglem amorficznym, eliminując zjawisko zatykania porów, i wytwarzanie gęstego RB-SiC o wysokim module i wytrzymałości – wytwarzający gęsty RBSC z wyjątkową kombinacją wytrzymałości strukturalnej, odporność chemiczna, tolerancja temperaturowa i odporność na zużycie – czyniąc RBSC materiałem jutra. Ponadto, ten materiał ogniotrwały charakteryzuje się niesamowitą trwałością w obszarach narażonych na duże zużycie, a także doskonałą odpornością na erozję i stabilnością na szok termiczny – czyniąc RBSC materiałem jutra.

Odporność chemiczna

Reaction Bonded SiC to wyjątkowo wytrzymały i sprężysty materiał ceramiczny, znany z tego, że jest chemicznie obojętny i odporny na utlenianie i korozję. Jest w stanie wytrzymać wysokie temperatury, a jednocześnie pozostaje mocny, Reaction Bonded SiC stanowi idealne komponenty do zastosowań przemysłowych, takich jak pompy, dysze, namiar, dławiki kontroli przepływu i tym podobne.

Produkcja RB SiC polega na wtryskiwaniu ciekłego krzemu do porowatego materiału węglowego zapakowanego w jego ostateczny kształt za pomocą reaktywnej infiltracji stopu (RMI). Proces ten zapewnia, że ​​minimalne pozostałości węgla zatykają pory, i umożliwia reakcję stopionego krzemu z węglem, tworząc węglik krzemu [1, 2].

Węglik krzemu związany reakcją zapewnia wyjątkową przewodność cieplną, niski współczynnik rozszerzalności, i odporność na szok termiczny, utlenianie i korozja; co czyni go doskonałym wyborem do sprzętu do przetwarzania półprzewodników, takiego jak półki i meble lub tygle pieca. Ponadto, jego lekkość i wytrzymałość sprawiają, że jest przydatny w sprzęcie wojskowym lub lotniczym, takim jak płyty pancerne lub dysze rakietowe.

Odporność na szok termiczny

Odporność materiałów na szok termiczny można zmierzyć na podstawie ich zdolności do wytrzymywania naprężeń pod wpływem szybkich zmian temperatury, w zależności od ich struktury, właściwości i środowisko. Takie naprężenia mogą powodować pęknięcia, deformacji lub pęknięć w ich strukturach, właściwości lub środowiska – powodując na przykład potencjalne problemy z pękaniem.

Węglik krzemu wiązany reakcją charakteryzuje się skomplikowaną strukturą sieciową wiązań pomiędzy atomami węgla i krzemu, która zapewnia mu znaczną wytrzymałość mechaniczną, wysoka przewodność cieplna i niska gęstość – cechy, które przyczyniają się do jego wyjątkowej odporności na szok termiczny.

Odporność materiałów na szok termiczny zależy od wielu czynników, włączając początkową szybkość inicjacji pęknięć i prędkość propagacji, długość pęknięcia i warunki jego powstania. Materiał RBSC ma zdolność wytrzymywania dużych naprężeń pękających, będąc jednocześnie odpornym na różne mechanizmy uszkodzeń – od pęknięć matrycy powstających w porach pomiędzy wiązkami włókien po promieniowe pęknięcia wzdłuż ścian porów – bez znacznej degradacji lub powstawania pęknięć.