Článek o pochopení vlastností a oblastí použití keramiky z karbidu křemíku

Článek o pochopení vlastností a oblastí použití keramiky z karbidu křemíku

1、 Keramika z karbidu křemíku a její výkonnostní charakteristiky

V 21. století, S rozvojem vědy a techniky, informace, energie, materiály a bioinženýrství se staly čtyřmi pilíři rozvoje společenské produktivity. Karbid křemíku se vyznačuje stabilními chemickými vlastnostmi, vysoká tepelná vodivost, nízký koeficient tepelné roztažnosti, nízká hustota, dobrá odolnost proti opotřebení, vysoká tvrdost, vysoká mechanická pevnost a chemická odolnost proti korozi, rychle se vyvíjel v oblasti materiálů a je široce používán v oblastech, jako jsou keramická kuličková ložiska, ventily, polovodičové materiály, gyroskopy, měřicí přístroje, kosmonautika, atd.

Keramika z karbidu křemíku se začala vyvíjet v 60. letech 20. století, před kterým se karbid křemíku používal hlavně pro mechanické brusné materiály a žáruvzdorné materiály. Země po celém světě přikládají velký význam industrializaci pokročilé keramiky, a nyní se již nespokojí s přípravou tradiční keramiky z karbidu křemíku. Podniky vyrábějící high-tech keramiku se rozvíjejí rychleji, zejména ve vyspělých zemích. V posledních letech, Vícefázová keramika na bázi keramiky z karbidu křemíku se objevila jedna po druhé, Zlepšení houževnatosti a síly jednotlivých materiálů. Čtyři hlavní oblasti aplikací křemíkového karbidu jsou funkční keramika, Pokročilé refrakterní materiály, abrasivy, a metalurgické suroviny.

2、 Příklady aplikace keramiky karbidu křemíku

1. Abrazivní nástroje křemíku karbidu

Karbid křemíku má vysokou tvrdost a lze jej připravit na různá brusná kola, skelný papír, a abraziva, Používá se hlavně v průmyslu mechanického zpracování. Mohsova tvrdost karbidu křemíku je 9.2-9.6, Druhý jen na karbidu Diamond a Boron, a je běžně používaným abrazivním. Chemické složení abrasiva karbidu křemíku zahrnuje karbid křemíku, Volný uhlík, a Fe2o3. Specifické chemické složení abraziv je uvedeno v tabulce 2. Čím vyšší je obsah karbidu křemíku, čím lepší je jeho tvrdost a broušení. Průmyslový křemíkový karbid v Číně se používá hlavně jako abrazivní. Abraziva se v průmyslu široce používají, Obzvláště při obrábění vysoce přesných nebo tvrdých dílů, a abrazivní nástroje jsou nezbytné.

Broušení kol jsou také nezbytnými nástroji pro broušení nástrojů pro řezání a řezání tvrdých materiálů. Křehský karbid broušení je kruhový pevný broušený nástroj s centrálním otvorem vyrobeným z abrazivní a lepení pryskyřice, a je to nejčastěji používaný ve formách. Hlavními součástmi karbidu křemíku jsou karbid černý křemík a karbid ze zeleného křemíku. Karbid černý křemík má nižší tvrdost ve srovnání se zeleným karbidem křemíku, a používá se pro broušení materiálů s nižší tvrdostí, jako jsou litinové a nekovové materiály; Karbid křemíku z hliníku je vhodný pro broušení tvrdé slitiny, optické sklo, slitina uhlíku a podobně. K dispozici je také typ kubického křemíkového karbidu speciálně navrženého pro ultra přesné broušení mikro ložisek. Mimo jiné abraziva se stejnou velikostí částic, Krubický křemíkový karbid má nejvyšší účinnost zpracování.

V průmyslu automobilů, shoda mezi pístovým kroužkem a válcem, mezi sedadlem ventilu a ventilu, a přesnost přenosu a zařízení vyžaduje abrazivní a zpracování plísní.

2. Křekský karbid kompozitní materiál

Kompozity na bázi křemíku (SIC-CMC) byly široce používány ve vysokoteplotních tepelných strukturách v leteckém poli kvůli jejich vysoké houževnatosti, vysoká síla, a vynikající oxidační odolnost. Proces přípravy SIC-CMC zahrnuje předformování vláken, léčba vysoká teplota, Mezofázový povlak, maticové zhuštění, a po léčbě. Uhlíkové vlákno s vysokou pevností má vysokou pevnost a dobrou houževnatost, a prefabrikované tělo z toho má dobré mechanické vlastnosti.

Povlak mezofázy (tj. Technologie rozhraní) je klíčová technologie v procesu přípravy. Metody přípravy mezofázového povlaku zahrnují infiltraci chemických par (CVI), chemická depozice par (CVD), Přijďte doleva (Sol Gcl), a polymerní impregnační pyrolýza (Plp). Metoda CVI a metoda PIP jsou nejvhodnější pro přípravu kompozitů matice karbidu křemíku.

Materiály použité pro povlaky rozhraní zahrnují pyrolytický uhlík, BORON NITRIDE, a karbid BORON, Mezi tím, o kterém karbid boru získává rostoucí pozornost jako antioxidační rozhraní. SIC-CMC, který se obvykle používá po dlouhou dobu za oxidačních podmínek, Musí také podstoupit léčbu oxidační odolnosti uložením vrstvy přibližně 100 hustý na povrchu produktu prostřednictvím procesu CVD μm hustý křemíkový karbid zvyšuje jeho vysokoteplotní oxidační odolnost.

3. Keramický míč křemíku karbidu

Silikonové karbidové keramické koule mají vynikající mechanické vlastnosti, Vynikající oxidační odolnost, vysoký odpor opotřebení, a koeficient nízkého tření. Keramické kuličky křemíku mají vysokou sílu s vysokou teplotou, a síla obyčejných keramických materiálů se výrazně sníží při 1200 ~ 1400 stupňů Celsia. nicméně, Síla ohýbání křemíkového karbidu zůstává na vysoké úrovni 500 ~ 600 mPa na 1400 stupňů Celsia, Takže jeho pracovní teplota může dosáhnout 1600 ~ 1700 stupňů Celsia.

Rozsah aplikace keramických koulí křemíku karbidu: Byly široce používány v průmyslových odvětvích, jako je ropa, Chemické inženýrství, mikroelektronika, automobily, kosmonautika, letectví, tvorba papíru, lasery, hornictví, a atomová energie. Karbid křemíku byl široce používán v ložiscích s vysokou teplotou, talíře, trysky, Složky odolné proti korozi s vysokou teplotou, stejně jako komponenty elektronického vybavení ve vysokoteplotním a vysokofrekvenčním rozsahu.

4. Jiné aplikace

Keramika karbidu křemíku je ideálním materiálem pro výrobu těsnicích prstenů. Když je spárován s grafitovým materiálem, Jeho koeficient tření je menší než koeficient hliníku keramiky a tvrdé slitiny, a má dobrý samozdovací výkon. Proto, Může být použit pro vysoké hodnoty PV, Zlepšení životnosti a pracovní spolehlivosti těsnicích komponent, zejména při přepravě silných kyselin a alkális.

Keramika karbidu křemíku se široce používá v neprůstřelném brnění, například na ochranu vozidel a lodí, stejně jako na ochranu civilních trezorů a hotovostních dopravců. Balistický výkon keramiky křemíkového karbidu je lepší než výkon keramiky oxidu hliníku, což je asi 70% -80% z toho boronské karbidové keramiky. nicméně, kvůli své nízké ceně, Je to obzvláště vhodné pro příležitosti s velkým množstvím a ochranným brněním, které nemohou být příliš silné nebo těžké.

Pro trysky se používají různé keramické materiály, Běžně používaného je oxidem hliníku, karbid křemíku, a keramika karbidu BORON. Cena keramických trysek oxidu hlinitého je nízká, ale kvůli jejich nízké tvrdosti a špatnému odporu opotřebení, Většinou se používají v situacích, kdy pracovní zátěž není vysoká. Životnost keramiky karbidu křemíku je 3-5 krát, což je ekvivalentní tvrdým slitinům. Často se používá jako náhrada za tvrdé slitiny, zejména v pracovních podmínkách ručních stříkacích děl.

S rozvojem industrializace, zejména implementace mezinárodního standardu ISO14000, Byly předloženy vyšší požadavky na přepravu kapalin, které nepřispívají k ochraně životního prostředí. Magnetická čerpadla používají statická těsnění místo dynamických těsnění, jako jsou mechanické těsnění a balicí těsnění, což má za následek menší únik, vyšší spolehlivost, a delší životnost.

Požadavek na volný čas na údržbu pro magnetická čerpadla je osm let, což znamená, že musí pracovat nepřetržitě po dobu osmi let bez demontáže. Proto, Pro výběr materiálů pro komponenty magnetického čerpadla jsou předloženy extrémně přísné požadavky. Hřídel čerpadla, tahová deska, Shaft pouzdro, atd. v čerpadle musí být odolný vůči opotřebení a korozi. V současnosti, Nejvhodnější materiály, které mohou splňovat výše uvedené podmínky, jsou pouze keramika karbidu křemíku pouze keramika křemíku.