炭化ケイ素セラミックスの特性と応用分野を理解するための記事
1、 炭化ケイ素セラミックスとその性能特性
21世紀には, 科学技術の発展と, 情報, エネルギー, 材料と生物工学は、社会的生産性の開発の 4 つの柱となっています。. 炭化ケイ素は安定した化学的性質を特徴としています, 高い熱伝導率, 低熱膨張係数, 低密度, 耐摩耗性が良い, 高硬度, 高い機械的強度と耐薬品性, 材料分野で急速に発展し、セラミックボールベアリングなどの分野で広く使用されています。, バルブ, 半導体材料, ジャイロスコープ, 計測器, 航空宇宙, 等.
炭化ケイ素セラミックスは 1960 年代に開発が始まりました, 以前は炭化ケイ素は主に機械研削材や耐火物として使用されていました。. 世界中の国々が先端セラミックスの工業化を非常に重視しています。, そして今では、従来の炭化ケイ素セラミックの製造に満足できなくなっています。. ハイテクセラミックスを生産する企業の発展は加速している, 特に先進国では. 近年では, 炭化ケイ素セラミックスをベースとした多相セラミックスが続々登場, 個々の材料の靭性と強度を向上させる. 炭化ケイ素の主な応用分野は機能性セラミックスの4つです。, 先進的な耐火物, 研磨剤, および冶金原料.
2、 炭化ケイ素セラミックスの応用例
1. 炭化ケイ素研磨工具
炭化ケイ素は硬度が高く、様々な砥石に加工可能です。, サンドペーパー, と研磨剤, 主に機械加工産業で使用されます. 炭化ケイ素のモース硬度は、 9.2-9.6, ダイヤモンドと炭化ホウ素に次ぐ, 一般的に使用される研磨剤です. 炭化ケイ素研磨材の化学組成には炭化ケイ素が含まれます。, フリーカーボン, およびFe2O3. 研磨材の具体的な化学組成を表に示します。 2. 炭化ケイ素の含有量が多いほど, 硬度と研削性能が優れているほど. 中国の工業用炭化ケイ素は主に研磨材として使用されています. 研磨剤は産業界で広く使用されています, 特に高精度部品や硬い部品を加工する場合, 研磨工具は必須です.
砥石は切削工具の研削や硬い材料の切断にも欠かせない工具です。. 炭化ケイ素砥石は、研磨材と接着性の樹脂でできた中央の貫通穴を備えた円形の固体研削工具です。, 金型で最も一般的に使用されています. 炭化ケイ素の主成分は黒色の炭化ケイ素と緑色の炭化ケイ素です。. 黒色炭化ケイ素は緑色炭化ケイ素に比べて硬度が低い, 硬度の低い材料の研削に使用されます。, 鋳鉄や非金属材料など; アルミニウムシリコンカーバイドは超硬合金の研削に適しています, 光学ガラス, カーボンアロイなど. マイクロベアリングの超精密研削用に特別に設計された立方晶炭化ケイ素のタイプもあります。. 同じ粒子サイズの他の研磨剤の中で, 立方晶炭化ケイ素は最も高い処理効率を持っています.
自動車製造業界では, ピストンリングとシリンダーのマッチング, バルブとバルブシートの間, トランスミッションやギアの精度には研磨や金型加工が必要です.
2. 炭化ケイ素複合材料
炭化ケイ素ベースの複合材料 (SiC-CMC) 靭性が高いため、航空宇宙分野の高温熱構造に広く使用されています。, 高強度, 優れた耐酸化性. SiC-CMCの製造プロセスには、繊維の予備成形が含まれます, 高温処理, メソフェーズコーティング, マトリックスの緻密化, そして治療後. 高強度炭素繊維は高い強度と優れた靭性を持っています, そしてそれから作られたプレハブ本体は良好な機械的特性を持っています.
メソフェーズコーティング (つまり. インターフェース技術) 準備プロセスにおける重要な技術です. メソフェーズコーティングを調製する方法には、化学蒸気浸透法が含まれます。 (CVI), 化学蒸着 (CVD), サンジェル (ソル gcl), およびポリマー含浸熱分解 (PLP). CVI法とPIP法は炭化ケイ素基複合材料の作製に最適です.
界面コーティングに使用される材料には熱分解炭素が含まれます。, 窒化ホウ素, および炭化ホウ素, 中でも炭化ホウ素は酸化防止界面コーティングとしてますます注目を集めています。. SiC-CMC, 通常、酸化条件下で長期間使用される, 耐酸化処理も必要です。 100 CVDプロセスにより製品表面に厚いμMの緻密な炭化ケイ素が高温酸化耐性を向上させます.
3. 炭化ケイ素セラミックボール
炭化ケイ素セラミックボールは優れた機械的特性を持っています, 優れた耐酸化性, 高い耐摩耗性, 低摩擦係数. 炭化ケイ素セラミックボールは高温強度が高い, 通常のセラミック材料は1200～1400℃になると強度が著しく低下します。. しかし, 炭化ケイ素の曲げ強度は500～600MPaという高いレベルを維持します。 1400 摂氏, そのため、動作温度は摂氏1600〜1700度に達します。.
炭化ケイ素セラミックボールの適用範囲: 石油などの産業で広く使用されています。, 化学工学, マイクロエレクトロニクス, 自動車, 航空宇宙, 航空, 製紙, レーザー, 採掘, そして原子力. 炭化ケイ素は高温ベアリングに広く使用されています, プレート, ノズル, 高温耐食性コンポーネント, 高温・高周波領域の電子機器部品をはじめ、.
4. その他の用途
炭化ケイ素セラミックはシールリングの製造に理想的な材料です. グラファイト素材と組み合わせる場合, 摩擦係数はアルミナセラミックや超硬合金より小さい, 優れた自己潤滑性能を持っています. したがって, 高いPV値に使用可能, シール部品の耐用年数と動作信頼性の向上, 特に強酸や強アルカリの輸送において.
炭化ケイ素セラミックスは防弾防具に広く使用されています, 車両や船舶の保護など, 民間の金庫や現金輸送機の保護にも. 炭化ケイ素セラミックの弾道性能は酸化アルミニウムセラミックよりも優れています, それは約です 70% -80% 炭化ホウ素セラミックスの. しかし, 低価格のため, 大量の防具や、厚すぎたり重すぎたりすることができない防護服を着用する機会に特に適しています。.
ノズルにはさまざまなセラミック材料が使用されています, 一般的に使用されるのはアルミナです, 炭化ケイ素, および炭化ホウ素セラミックス. アルミナセラミックノズルの価格が安い, しかし、硬度が低く耐摩耗性が低いため、, サンドブラストの作業負荷が高くない状況で主に使用されます。. 炭化ケイ素セラミックスの寿命は 3-5 アルミナセラミックスの2倍, これは硬質合金と同等です. 硬質合金の代替としてよく使用されます。, 特に手持ちスプレーガンの使用条件において.
工業化の発展に伴い、, 特にISO14000国際規格の導入, 環境保護に貢献しない液体の輸送については、より高い要件が提示されています。. 磁気ポンプはメカニカルシールやパッキンシールなどの動的シールではなく静的シールを使用します。, 漏れが少なくなる, より高い信頼性, そしてより長い耐用年数.
磁気ポンプのメンテナンスフリー期間の要件は 8 年です, これは、分解せずに 8 年間継続的に動作しなければならないことを意味します。. したがって, 磁気ポンプ部品の材料の選択には非常に厳しい要件が課されています。. ポンプシャフト, スラストプレート, シャフトスリーブ, 等. ポンプ内の耐摩耗性と耐腐食性が必要です. 現在のところ, 上記の条件を満たす最適な材料は炭化ケイ素セラミックスだけです.
