Artikkeli piikarbidikeramiikan ominaisuuksien ja käyttöalueiden ymmärtämisestä
1、 Piikarbidikeramiikka ja niiden suorituskykyominaisuudet
21. vuosisadalla, kanssa kehittäminen tieteen ja teknologian, tiedot, energiaa, materiaaleista ja biotekniikasta on tullut sosiaalisen tuottavuuden kehityksen neljä pilaria. Piikarbidille on ominaista vakaat kemialliset ominaisuudet, korkea lämmönjohtavuus, alhainen lämpölaajenemiskerroin, alhainen tiheys, hyvä kulutuskestävyys, korkea kovuus, korkea mekaaninen lujuus ja kemiallinen korroosionkestävyys, se on kehittynyt nopeasti materiaalien alalla ja sitä käytetään laajalti sellaisilla aloilla kuin keraamiset kuulalaakerit, venttiilit, puolijohdemateriaaleja, gyroskoopit, mittauslaitteet, ilmailu, jne.
Piikarbidikeramiikka alkoi kehittyä 1960-luvulla, Ennen sitä piikarbidia käytettiin pääasiassa mekaanisissa hiomamateriaaleissa ja tulenkestävissä materiaaleissa. Maat ympäri maailmaa pitävät erittäin tärkeänä edistyneen keramiikan teollistamista, ja nyt he eivät enää ole tyytyväisiä perinteisen piikarbidikeramiikan valmistukseen. Korkean teknologian keramiikkaa valmistavat yritykset kehittyvät nopeammin, varsinkin kehittyneissä maissa. Viime vuosina, piikarbidikeramiikkaan pohjautuva monifaasikeramiikka on syntynyt yksi toisensa jälkeen, parantaa yksittäisten materiaalien sitkeyttä ja lujuutta. Piikarbidin neljä pääsovellusaluetta ovat toiminnallinen keramiikka, kehittyneet tulenkestävät materiaalit, hioma-aineet, ja metallurgiset raaka-aineet.
2、 Käyttöesimerkkejä piikarbidikeramiikasta
1. Hiomatyökalut piikarbidista
Piikarbidilla on korkea kovuus ja siitä voidaan valmistaa erilaisia hiomalaikkoja, hioa, ja hioma-aineet, käytetään pääasiassa mekaanisessa jalostusteollisuudessa. Piikarbidin Mohsin kovuus on 9.2-9.6, toiseksi vain timantin ja boorikarbidin jälkeen, ja se on yleisesti käytetty hioma-aine. Piikarbidihioma-aineiden kemiallinen koostumus sisältää piikarbidia, ilmaista hiiltä, ja Fe203. Hioma-aineiden kemiallinen koostumus on esitetty taulukossa 2. Mitä korkeampi piikarbidin pitoisuus, sitä parempi sen kovuus ja hiontakyky. Kiinassa teollista piikarbidia käytetään pääasiassa hioma-aineena. Hioma-aineita käytetään laajalti teollisuudessa, varsinkin kun työstetään erittäin tarkkoja tai kovia osia, ja hiomatyökalut ovat välttämättömiä.
Hiomalaikat ovat myös välttämättömiä työkaluja leikkaustyökalujen ja kovien materiaalien leikkaamiseen. Piikarbidihiomalaikka on pyöreä kiinteä hiomatyökalu, jossa on keskiläpireikä, joka on valmistettu hioma- ja liimahartsista, ja se on yleisimmin käytetty muoteissa. Piikarbidin pääkomponentit ovat musta piikarbidi ja vihreä piikarbidi. Mustalla piikarbidilla on alhaisempi kovuus kuin vihreällä piikarbidilla, ja sitä käytetään alhaisemman kovuuden omaavien materiaalien hiontaan, kuten valurauta ja ei-metalliset materiaalit; Alumiinipiikarbidi soveltuu kovien metalliseosten hiontaan, optinen lasi, hiiliseos ja vastaavat. On myös eräänlainen kuutioinen piikarbidi, joka on erityisesti suunniteltu mikrolaakerien ultratarkkuuteen.. Muiden hioma-aineiden joukossa, joilla on sama hiukkaskoko, kuutiopiikarbidilla on korkein käsittelytehokkuus.
Autoteollisuudessa, männän renkaan ja sylinterin yhteensopivuus, venttiilin ja venttiilin istukan väliin, ja voimansiirron ja vaihteiston tarkkuus vaativat hionta- ja muottikäsittelyä.
2. Materiaali piikarbidikomposiittia
Piikarbidipohjaiset komposiitit (SiC-CMC) Niitä on käytetty laajalti korkean lämpötilan lämpörakenteissa ilmailualalla niiden suuren sitkeyden vuoksi, voimakas, ja erinomainen hapettumisenkestävyys. SiC-CMC:n valmistusprosessi sisältää kuidun esimuotoilun, korkean lämpötilan käsittely, mesofaasipinnoite, matriisin tiivistäminen, ja hoidon jälkeen. Erittäin lujalla hiilikuidulla on korkea lujuus ja hyvä sitkeys, ja siitä tehdyllä esivalmistetulla rungolla on hyvät mekaaniset ominaisuudet.
Mesofaasipinnoite (eli. käyttöliittymätekniikkaa) on valmistusprosessin avaintekniikka. Mesofaasipinnoitteen valmistusmenetelmiin kuuluu kemiallinen höyrynsuodatus (CVI), kemiallinen höyrysaostus (CVD), aurinkogeeli (Sol gcl), ja polymeerikyllästyspyrolyysi (PLP). CVI-menetelmä ja PIP-menetelmä soveltuvat parhaiten piikarbidimatriisikomposiittien valmistukseen.
Pinnoitteissa käytettyjä materiaaleja ovat pyrolyyttinen hiili, boorinitridi, ja boorikarbidi, joiden joukossa boorikarbidi saa yhä enemmän huomiota antioksidanttisena rajapintapinnoitteena. SiC-CMC, jota käytetään yleensä pitkään hapetusolosuhteissa, on myös läpikäytävä hapettumisenestokäsittely kerrostamalla noin kerros 100 paksu tuotteen pinnalle CVD-prosessin kautta μM:n tiheä piikarbidi parantaa sen hapettumisenkestävyyttä korkeissa lämpötiloissa.
3. Keraaminen piikarbidipallo
Piikarbidikeraamisilla palloilla on erinomaiset mekaaniset ominaisuudet, erinomainen hapettumisenkestävyys, korkea kulutuskestävyys, ja pieni kitkakerroin. Keraamisilla piikarbidipalloilla on korkea lujuus korkeissa lämpötiloissa, ja tavallisten keraamisten materiaalien lujuus laskee merkittävästi 1200-1400 celsiusasteessa. kuitenkin, piikarbidin taivutuslujuus pysyy korkealla tasolla 500-600 MPa 1400 Celsius astetta, joten sen työlämpötila voi nousta 1600-1700 celsiusasteeseen.
Piikarbidikeraamisten pallojen käyttöalue: Niitä on käytetty laajasti teollisuudessa, kuten öljyteollisuudessa, kemian tekniikka, mikroelektroniikka, autot, ilmailu, ilmailu, paperinvalmistus, laserit, kaivostoimintaa, ja atomienergiaa. Piikarbidia on käytetty laajalti korkean lämpötilan laakereissa, levyt, suuttimet, korkean lämpötilan korroosionkestävät komponentit, sekä elektronisten laitteiden komponentit korkean lämpötilan ja korkean taajuuden alueella.
4. Muut sovellukset
Piikarbidikeramiikka on ihanteellinen materiaali tiivisterenkaiden valmistukseen. Yhdistettynä grafiittimateriaaliin, sen kitkakerroin on pienempi kuin alumiinioksidikeraamin ja kovan seoksen kitkakerroin, ja sillä on hyvä itsevoiteleva suorituskyky. Siksi, sitä voidaan käyttää korkeille PV-arvoille, tiivistyskomponenttien käyttöiän ja toimintavarmuuden parantaminen, erityisesti vahvojen happojen ja emästen kuljetuksessa.
Piikarbidikeramiikkaa käytetään laajalti luodinkestävissä panssareissa, kuten ajoneuvojen ja laivojen suojauksessa, sekä siviilikassakaappien ja kassalaukkujen suojelussa. Piikarbidikeramiikan ballistinen suorituskyky on parempi kuin alumiinioksidikeramiikan, josta on kyse 70% -80% boorikarbidikeramiikasta. kuitenkin, alhaisen hinnan vuoksi, se sopii erityisen hyvin tilanteisiin, joissa on suuria määriä ja suojaava panssari, joka ei voi olla liian paksu tai painava.
Suuttimissa käytetään erilaisia keraamisia materiaaleja, yleisesti käytetty alumiinioksidina, piikarbidi, ja boorikarbidikeramiikka. Alumiinioksidikeraamisuuttimien hinta on alhainen, mutta niiden alhaisen kovuuden ja huonon kulutuskestävyyden vuoksi, Niitä käytetään enimmäkseen tilanteissa, joissa hiekkapuhalluksen työmäärä ei ole suuri. Piikarbidikeramiikan käyttöikä on 3-5 kertaa alumiinioksidikeramiikkaan verrattuna, joka vastaa kovia seoksia. Sitä käytetään usein kovien metalliseosten korvikkeena, erityisesti kädessä pidettävien ruiskupistoolien työolosuhteissa.
Teollistumisen kehittyessä, erityisesti kansainvälisen ISO14000-standardin täytäntöönpano, Sellaisten nesteiden kuljettamiselle, jotka eivät edistä ympäristönsuojelua, on asetettu korkeampia vaatimuksia. Magneettisissa pumpuissa käytetään staattisia tiivisteitä dynaamisten tiivisteiden, kuten mekaanisten tiivisteiden ja tiivistetiivisteiden, sijaan, tuloksena pienempi vuoto, korkeampi luotettavuus, ja pidempi käyttöikä.
Magneettipumppujen huoltovapaa aikavaatimus on kahdeksan vuotta, mikä tarkoittaa, että niiden on toimittava yhtäjaksoisesti kahdeksan vuoden ajan ilman purkamista. Siksi, magneettipumpun komponenttien materiaalien valinnalle asetetaan erittäin tiukat vaatimukset. Pumpun akseli, työntölevy, akseliholkki, jne. pumpussa on oltava kulutusta ja korroosiota kestävä. Nykyisessä, vain piikarbidikeramiikka ovat sopivimpia materiaaleja, jotka voivat täyttää yllä olevat ehdot.
