Kerámia szilícium-karbid feldolgozása - Eljárások, alkalmazások és típusok

Precíziós megmunkálású szinterezett szilícium-karbid alkatrészek, amelyeket a Singapore Fountyl Technologies PTE Ltd. dolgoz fel, Minden olyan alkalmazásban, amely nagy pontosságú mérnöki komponenseket igényel, fontos felismerni a szilícium-karbid feldolgozásának nehézségeit. Magas keménységi értéke ellenére még mindig viszonylag törékeny anyag, amelyet csak gyémántcsiszolási technikával lehet megmunkálni. ezért a képzett és tapasztalt kezelők által végzett megmunkálási műveletek előnyösek, mivel a helytelen eljárások a felszín alatti sérüléseket és mikrorepedéseket okozhatnak, amelyek idő előtti meghibásodáshoz vezethetnek, ha az alkatrészt használat közbeni munkaterhelésnek teszik ki.

Szintetikus szilícium-karbid:

A szilícium-karbidot általában az Acheson eljárással állítják elő, amely magában foglalja a szilícium-dioxid-homok és a szén magas hőmérsékletre történő hevítését egy Acheson grafitálló kemencében. Finom port vagy kötött csomókat képezhet, és por alapanyagként való felhasználása előtt össze kell törni és őrölni. Amint a szilícium-karbid por alakú, a vegyület szemcséi szinterezéssel összeragaszthatók, így nagyon hasznos mérnöki kerámia keletkezik, amelyet számos gyártóiparban széles körben alkalmaznak.

A szilícium-karbid típusai:

A kereskedelmi mérnöki alkalmazásokhoz használt szilícium-karbid termékeket háromféle formában állítják elő. Ezek:

Szinterezett szilícium-karbid (SSC)

Nitridkötésű szilícium-karbid (NBSC) és

Reaktív kötésű szilícium-karbid (RBSC)

A vegyület további változatai közé tartozik az agyaggal kötött szilícium-karbid és a SiAlon-kötésű szilícium-karbid. Létezik még egy kémiai gőzzel leválasztott szilícium-karbid, az úgynevezett CVD szilícium-karbid, amely a vegyület rendkívül tiszta formája.

A szilícium-karbid szinterezéséhez szinterezőszert kell hozzáadni, amely a szinterezési hőmérsékleten segíti a folyékony fázis kialakítását, ezáltal a szilícium-karbid szemcséket egymáshoz köti.

A szilícium-karbid főbb alkalmazásai:

A szilícium-karbidnak számos felhasználási területe van a különböző iparágakban. Fizikai keménysége ideálissá teszi csiszoló, hónolás, homokfúvás és vízsugaras vágás csiszoló megmunkálásához.

A szilícium-karbid törés vagy deformáció nélkül elviseli a nagyon magas hőmérsékletet, és sportkocsik kerámia féktárcsáinak készítésére használják. Golyóálló mellényekben is használják páncélzatként és tömítőgyűrűként a szivattyú tengelytömítéseihez, ahol gyakran nagy sebességgel működik, amikor hasonló szilícium-karbid tömítésekkel érintkezik. Ezen alkalmazások egyik fő előnye a szilícium-karbid nagy hővezető képessége, amely képes elvezetni a súrlódási felület által generált súrlódási hőt.

Az anyag nagy felületi keménysége lehetővé teszi számos mérnöki alkalmazásban való alkalmazását, amelyek nagyfokú csúszást, eróziót és korrozív kopást igényelnek. Általában ez használható szivattyúkban használt alkatrészekhez, vagy például olajmezőkben használt szelepekhez, ahol a hagyományos fém alkatrészek túlzott kopást mutathatnak, ami gyors meghibásodáshoz vezethet.

A vegyület félvezetőként egyedülálló elektromos tulajdonságokkal rendelkezik, így ideális ultragyors és nagyfeszültségű fénykibocsátó diódák, MOSFET-ek és nagy teljesítményű kapcsolókhoz való tirisztorok gyártásához.

Az anyag alacsony hőtágulási együtthatóval, keménységgel, merevséggel és hővezető képességgel rendelkezik, így ideális tüköranyag a csillagászati ​​teleszkópokhoz. A szilícium-karbid szálak, az úgynevezett filamentumok, a gáz hőmérsékletének mérésére szolgálnak egy optikai technikával, az úgynevezett filament pirometriával.

Olyan fűtőelemekhez is használják, amelyeket rendkívül magas hőmérséklethez kell igazítani. Még az atomenergiában is használják magas hőmérsékletű gázhűtéses reaktorok szerkezeti támogatására.