nitridbundet siliciumcarbid

Nitridbundet siliciumcarbid er en højtydende teknisk keramik, der har fremragende slidstyrke og modstandsdygtighed over for termisk chok, foruden ønskværdige ildfaste, kemiske og fysiske egenskaber, der gør det muligt at forme det til indviklede former ved hjælp af Blasch-processen. NBSC har også enestående korrosionsbestandighed over for ikke-jernholdige metaller som aluminium og magnesium, hvilket gør det til det ideelle materiale til brug i ovnmøbler og digler.

God mekanisk styrke og sejhed

Nitridbundet siliciumcarbid er et ekstremt hårdt materiale med en af de højeste hårdhedsværdier blandt tekniske materialer, der findes i dag. Dette materiale giver enestående modstandsdygtighed over for hårde partikler og overflader samt gode slidstyrkeegenskaber med høj iboende styrke til at modstå ekstreme temperaturer, mens det stadig modstår krybning og korrosion.

Dette materiale bruges ofte som støbt ildfast materiale, hvor komplekse former kan skabes uden slibning. Du vil ofte finde dette materiale brugt som en del af produkter som cyklonforinger, der er designet til at modstå minedrift uden overdreven slitage, monolitiske foringer til procesovne og ovne samt metalforarbejdningsudstyr; og også som et ideelt materiale til foring og forsegling af kanaler i kulanlæg og olieraffinaderier.

Undersøgelser af slidstyrken af nitridbundet siliciumcarbid er blevet udført under forskellige jordbundsforhold. Resultaterne viser, at slidstyrken afhænger af sammensætningen af jordens kornstørrelsesfordeling; let jord gav bedre slidstyrke end nogen anden undersøgt tilstand, og der blev set bedre slidstyrke end stål og polstersvejsninger i alle tilfælde.

Som hovedregel stiger slidstyrken for nitridbundet siliciumcarbid med partikelstørrelsesfordelingen, fordi større slibekorn har større slidstyrke end deres mindre modstykker. Omvendt falder slidstyrken på grund af en stigning i jordens silt- og støvfraktion, da disse blødere materialer kan splintre af overfladen og svække nitridbindingen af siliciumcarbidoverflader.

Sintring af reaktionsbundet siliciumcarbid kræver en enorm mængde energi. Processen foregår typisk ved høj temperatur og involverer kompleks teknologi; dens dannelsesproces har stor indflydelse på dens mikrostruktur; ændringer kan øge styrken og samtidig gøre keramikken mere brud- og revnefast; dette resulterer i meget holdbar keramik med høj modstandsdygtighed over for termisk chok.

Kemisk inert

Nitridbundet siliciumcarbid kan prale af overlegen mekanisk styrke og sejhed, men tilbyder også enestående kemisk modstandsdygtighed og egenskaber ved høje temperaturer. At det er inert betyder, at det ikke reagerer med de fleste syrer, smeltede salte eller baser; desuden forbliver det ikke-oxiderende selv ved meget høje temperaturer og har en lav varmeudvidelseskoefficient, hvilket gør det til det ideelle materialevalg til applikationer, der udsætter det for ekstreme temperaturer eller slidpartikler.

Nitridbundet siliciumcarbid produceres gennem reaktionsbinding og sintringsprocesser, hvor sintring er det afgørende trin, der påvirker dets mikrostruktur. Det begynder typisk som finkornet SiC-pulver blandet med sintringsadditiver, før det sintres ved temperaturer over 2.000 grader Celsius for at danne både a- og b-fase siliciumnitridstrukturer; med hjørnedelende tetraedriske korn, der danner kompakte lag, mens sidstnævnte indeholder lange Si-N-bindinger, der er låst sammen i tætte matrixstrukturer.

Som følge af sin inerte natur har nitridbundet siliciumcarbid en ekstremt lav varmeudvidelseskoefficient, hvilket gør det velegnet til anvendelser, hvor andre keramiske materialer ville svigte på grund af termisk chok eller dimensionel ustabilitet. Desuden rangerer nitridbundet silicium højt blandt tekniske materialer med hensyn til hårdhedsværdier samt slidstyrke fra slidpartikler og overflader.

Nitridbundet siliciumcarbid øger slidstyrken på grund af den lave friktionskoefficient, som hjælper med at minimere overførslen af stødenergi. Denne egenskab er især fordelagtig, når der er store mellemrum mellem parringsfladerne, da nitridlaget kan hjælpe med at dæmpe dette kontaktområde og minimere energioverførslen under stød.

Nitridbundet siliciumcarbid har en enestående bøjningsstyrke, der gør det velegnet til mange industrielle anvendelser, fra flise- og keramikovne, honeycomb-brændestativer, kapper og honeycomb-ovnmøbler til at modstå høje stressniveauer forårsaget af opvarmnings-/afkølingscyklusser. Alle disse fordele gør nitridbundet siliciumcarbid til en uvurderlig komponent i enhver fremstillingsproces.

Høj modstandsdygtighed over for termisk chok

Nitridbundet siliciumcarbid (NBSC) er et ideelt materiale til industrielle anvendelser ved høje temperaturer. Denne sammensatte ildfaste keramik har grove og mellemkornede siliciumcarbidpartikler bundet af enten et aluminiumoxid- eller siliciumdioxidbindemiddel, hvilket gør det meget modstandsdygtigt over for slid og korrosion ved meget høje temperaturer, samtidig med at det bevarer sin styrke.

NBSC ildfaste materialer er ideelle til miljøer med høj belastning og termiske chok på grund af deres bindemiddel af aluminiumoxid og silica, som forhindrer dannelse af revner, når keramikken udsættes for belastning. De anvendes ofte direkte på væggene i tunnel- og skyttelovne.

Siliciumcarbid er et af de hårdeste materialer, der findes, og det bevarer sin hårdhed selv ved høje temperaturer. Desuden er det meget modstandsdygtigt over for både slid og korrosion; egenskaber, der gør det velegnet til højtydende pumpekomponenter, der skal kunne tåle at blive udsat for aggressive kemikalier eller slibende opslæmninger.

Nitridbundet siliciumcarbid har en fremragende varmeledningsevne takket være tilstedeværelsen af aluminiumoxid- og silica-partikler, hvilket betyder, at det kan tåle ekstrem termisk belastning uden at blive deformeret eller revne under tryk. Denne egenskab gør nitridbundet siliciumcarbid til et ekstremt holdbart og modstandsdygtigt materiale, der er velegnet til brug i en lang række industrielle applikationer.

Siliciumkarbidens modstandsdygtighed over for slid og korrosion øges betydeligt, når det er nitridbundet, hvilket gør det endnu mere velegnet til anvendelser, der involverer meget slibende materialer, som f.eks. jord. Nitridbundet siliciumcarbid har vist sit værd over fire gange hurtigere under tunge jordforhold sammenlignet med stål, mens det overlever sin modpart seks gange under lette jordforhold.

Bindemidlet siliciumnitrid (Si3N4) forbedrer i høj grad slidstyrken af nitridbundet siliciumcarbid. Dette kompositmateriale kan fremstilles ved hjælp af både reaktiv sintring og gnistplasmasintring; mens reaktiv sintring kan give ensartede resultater med hensyn til styrke og porøsitet, foretrækkes gnistplasmasintring typisk som fremstillingsteknik til denne anvendelse.

Fremragende slidstyrke

Nitridbundet siliciumcarbid skiller sig ud blandt tekniske materialer som et af de bedste slidbestandige materialer, hvilket giver det stor slidstyrke mod hårde partikler og overflader. Desuden kan dette materiales korrosionsbestandighed modstå syrer og baser; ud over at være usædvanligt stabilt ved højere temperaturer.

Nitridbundet siliciumcarbids overlegne mekaniske styrke beskytter det mod udmattelse og revner under tunge belastninger, mens dets modstandsdygtighed over for termisk chok muliggør hurtige temperaturændringer uden revner eller nedbrydning; selv temperaturer på op til 1550 °C giver ikke revner eller nedbryder dets integritet, hvilket gør dette materiale til en uvurderlig løsning i varme miljøer.

Nitridbundne siliciumcarbidkompositter (NBSC) kombinerer siliciumcarbid med et siliciumnitridbindemiddel, hvilket giver fremragende slid- og erosionsmodstand. Som et tilpasningsdygtigt materiale med overlegne kemiske og fysiske egenskaber gør dette alsidige materiale NBSC til et fremragende valg til brug i barske industrimiljøer. Disse kompositter fås i forskellige størrelser og kvaliteter for at imødekomme specifikke anvendelser - og der kan endda fremstilles specialbestillinger, der passer til individuelle specifikationer.

Siliciumcarbid kan dannes ved hjælp af to forskellige processer, herunder reaktionsbinding eller sintring, som hver især har en enorm effekt på dets mikrostruktur. Reaktionsbundet siliciumcarbid kan fremstilles ved gelcasting af en vandig opslæmning med grovkornet SiC og finkornet silicium, mens sintring involverer højtemperaturovne til færdiggørelse.

Nitridbundet siliciumcarbids overlegne slid- og erosionsmodstand hjælper med at beskytte følsomt udstyr under drift, mens dets fremragende kemiske inerti og ildfaste egenskaber gør det velegnet til forskellige industrier - minedrift, petrokemi, rødmetal og monolitiske cyklonforinger er blandt dem. Desuden beskytter dette materiales modstandsdygtighed over for smeltekorrosion af aluminium, zink, kobber og magnesium det yderligere.

Nitridbundet siliciumcarbid skiller sig ud i lette jordmiljøer med sin imponerende slidstyrke. Selv løse sandkorn, der bevæger sig frit omkring en friktionsoverflade, ridser den kun uden at forårsage alvorlig skade, mens dens slidstyrke næsten kan måle sig med specialstål, der er designet til jordbearbejdningsdele.