Zpracování keramického karbidu křemíku - Procesy, aplikace a typy

Precizně obrobené součásti ze slinutého karbidu křemíku zpracované společností Singapore Fountyl Technologies PTE Ltd., Ve všech aplikacích, které vyžadují vysoce přesné strojírenské součásti, je důležité rozpoznat obtíže při zpracování karbidu křemíku. Navzdory vysoké hodnotě tvrdosti se stále jedná o poměrně křehký materiál, který lze zpracovávat pouze technikou broušení diamantem. proto jsou obráběcí operace prováděné zkušenými a zkušenými operátory přínosné, protože nesprávné postupy mohou způsobit podpovrchové poškození a mikrotrhliny, které mohou vést k předčasnému selhání, jakmile je součást vystavena pracovnímu namáhání při používání.

Syntetický karbid křemíku:

Obvykle se karbid křemíku vyrábí pomocí Achesonova procesu, který zahrnuje zahřívání křemičitého písku a uhlíku na vysoké teploty v Achesonově grafitové odporové peci. Může tvořit jemný prášek nebo spojené shluky a před použitím jako prášková surovina se musí rozdrtit a rozemlít. Jakmile je karbid křemíku v práškové formě, mohou být zrna sloučeniny spojena dohromady slinováním za vzniku velmi užitečné technické keramiky, která má širokou škálu použití v mnoha výrobních odvětvích.

Druhy karbidu křemíku:

Produkty z karbidu křemíku pro komerční strojírenské aplikace se vyrábějí ve třech formách. Tyto jsou:

Slinutý karbid křemíku (SSC)

Karbid křemíku vázaný nitridem (NBSC) a

Reaktivní vázaný karbid křemíku (RBSC)

Další varianty sloučeniny zahrnují karbid křemíku vázaný jílem a karbid křemíku vázaný SiAlon. Existuje také chemicky napařovaný karbid křemíku nazývaný CVD karbid křemíku, což je extrémně čistá forma sloučeniny.

Pro spékání karbidu křemíku je nutné přidat spékací činidlo, které napomáhá vytvoření kapalné fáze při teplotě spékání, čímž se zrna karbidu křemíku spojí dohromady.

Hlavní aplikace karbidu křemíku:

Karbid křemíku má mnoho použití v různých průmyslových odvětvích. Díky své fyzické tvrdosti je ideální pro abrazivní zpracování, broušení, honování, pískování a řezání vodním paprskem.

Karbid křemíku odolá velmi vysokým teplotám, aniž by se zlomil nebo deformoval a používá se k výrobě keramických brzdových kotoučů pro sportovní vozy. Používá se také v neprůstřelných vestách jako pancéřový materiál a materiál těsnicích kroužků pro hřídelové ucpávky čerpadel, kde často pracuje při vysokých rychlostech při kontaktu s podobnými těsněními z karbidu křemíku. Jednou z hlavních výhod těchto aplikací je vysoká tepelná vodivost karbidu křemíku, který je schopen odvádět třecí teplo generované třecím rozhraním.

Vysoká povrchová tvrdost materiálu umožňuje jeho použití v mnoha strojírenských aplikacích, které vyžadují vysoký stupeň kluzu, eroze a korozivního opotřebení. Obvykle to lze použít pro součásti používané v čerpadlech nebo například ventily v aplikacích na ropných polích, kde tradiční kovové součásti mohou vykazovat nadměrné opotřebení, což vede k rychlému selhání.

Tato sloučenina má jedinečné elektrické vlastnosti jako polovodič, díky čemuž je ideální pro výrobu ultrarychlých a vysokonapěťových světelných diod, MOSFETů a tyristorů pro vysoce výkonné spínače.

Materiál má nízký koeficient tepelné roztažnosti, tvrdost, tuhost a tepelnou vodivost, díky čemuž je ideálním zrcadlovým materiálem pro astronomické dalekohledy. Vlákna z karbidu křemíku, nazývaná vlákna, se používají k měření teploty plynu pomocí optické techniky zvané pyrometrie vlákna.

Používá se také pro topná tělesa, která je třeba přizpůsobit extrémně vysokým teplotám. Používá se dokonce v jaderné energetice jako konstrukční podpora pro vysokoteplotní plynem chlazené reaktory.