RSiC ReSiC Плити, балки, ролики, саггари, трубки для пальників тощо з карбіду кремнію (SiC)
Опис
Рекристалізований карбід кремнію (RSiC) — це пористий керамічний матеріал, отриманий із високочистого карбіду кремнію шляхом рекристалізації через випаровування та конденсацію при температурі 2400 °C за певного тиску та в інертній атмосфері. Його частинки утворюють симбіотичну мостикову структуру, що практично не зменшується в об’ємі під час спікання, і мають пористість 10–20 %.
Матеріал характеризується високою міцністю при високих температурах, високою стійкістю до окиснення, доброю корозійною стійкістю та твердістю, що посідає друге місце після алмазу. Він підходить для високотемпературних промислових компонентів, таких як печове обладнання, форсунки згоряння, теплообмінники, фільтри твердих частинок дизельного палива, сонячні колектори та конструктивні елементи літаків і космічних апаратів. Максимальна робоча температура може досягати 1700 °C.
Специфікації
Технічний паспорт RSiC
| Технічні параметри | Одиниця | Значення |
| Вміст карбіду кремнію | мас. % | ≥99 |
| Густина насипу при 20 °C | г/см³ | 2.65~2.75 |
| Видима пористість | Об. % | <17 |
| Твердість при 20 °C | КГ/ММ | 1800-2000 |
| Межа в’язкості руйнування при 20 °C | МПа×м² | 1.8-2.0 |
| Межа міцності при згині при 20 °C | МПа | 90~100 |
| Межа міцності на згин при 1200 ℃ | МПа | 100~110 |
| 20–1200 ℃ (коефіцієнт теплового розширення) | 1×10℃ | 4.6 |
| Теплопровідність при 1200 ℃ | Вт/(м·К) | 35-36 |
| Стійкість до термічного удару при 1200 ℃ | / | Дуже добре |
| Макс. робоча температура (у повітрі) | ℃ | 1650 |
Примітка: наведені вище дані є типовими значеннями для тестових зразків і не є точними технічними характеристиками, які наша компанія гарантує для всіх продуктів.
Застосування
1. Кераміка з рекристалізованого карбіду кремнію має широке застосування в галузях високотемпературної промисловості й використовується, зокрема, як вогнетривка оснастка для високотемпературних пічей, сопла пальників, керамічні трубки для радіаційного нагріву, захисні трубки для компонентів, теплообмінники та сопла для згоряння. Ці матеріали забезпечують такі переваги, як енергозбереження, збільшення корисного об’єму пічного простору, скорочення тривалості циклів випалу, підвищення ефективності виробництва в печах та високу економічну ефективність.
2. У секторах охорони навколишнього середовища та енергетики рекристалізований карбід кремнію використовується як фільтр для частинок дизельного палива (DPF) та повітряний фільтр для використання з органічним паливом. Завдяки високій теплопровідності та здатності поглинати світло його виготовляють у вигляді керамічних сотоподібних структур для використання як поглиначів (солярних колекторів) у баштах сонячної термальної електрогенерації.
3. У аерокосмічному та оборонному секторах рекристалізований карбід кремнію використовується для виготовлення конструктивних компонентів, таких як двигуни, кермові поверхні та фюзеляжі аерокосмічних апаратів; також його застосовують при виробництві військового обладнання, зокрема кульостійкої кераміки.
4. У напівпровідниковому та фотovoltaїчному секторах рекристалізовані керамічні вироби з карбіду кремнію використовуються в компонентах печей високотемпературного спікання для фотovoltaїчного кристалічного кремнію, а також як полірувальні кільця з карбіду кремнію для напівпровідникових кремнієвих пластин.
5. У металургійній та хімічній промисловості відновлені цегли з карбіду кремнію використовуються як облицювання доменних печей, облицювання вагонів для попередньої обробки розплавленого заліза, облицювання башт сухого гасіння та облицювання дистиляційних резервуарів для цинкового виплавлення.
6. В інших галузях відновлений карбід кремнію може використовуватися як високотемпературний запальник; його пориста структура забезпечує умови для композитного поєднання з іншими матеріалами (наприклад, Al та Cu), і його можна використовувати для виготовлення матеріалів для електронного упакування; також його застосовують у деталях автомобілів, втулках гвинтів дронів тощо.
Переваги
1. Відновлений карбід кремнію (R-SiC) — це високопродуктивний матеріал, що утворюється при температурах понад 2000 °C і посідає друге місце за твердістю після алмазу. Він зберігає багато виняткових властивостей SiC, зокрема високу міцність при високих температурах, високу стійкість до корозії, чудову стійкість до окиснення та гарну стійкість до термічних ударів.
2. Високі механічні властивості. Рекристалізований карбід кремнію має вищу міцність і жорсткість порівняно з вуглецевим волокном, високу стійкість до ударних навантажень і добре функціонує в умовах екстремальних температур, демонструючи виняткову стійкість у різноманітних умовах. Крім того, він має хорошу гнучкість, його не легко пошкодити розтягуванням або згинанням, що значно покращує його експлуатаційні характеристики.
3. Висока корозійна стійкість. Рекристалізований карбід кремнію виявляє високу стійкість до корозії в різноманітних середовищах, запобігаючи ерозії під дією багатьох корозійно-активних середовищ, забезпечуючи збереження його механічних властивостей протягом тривалого часу та маючи високу адгезію, що сприяє збільшенню терміну служби. Крім того, він також має хорошу термічну стабільність і здатний адаптуватися до певного діапазону температурних змін, що підвищує ефективність його застосування.
4. Відсутність усадки під час спікання. Оскільки процес спікання не супроводжується усадкою, не виникає залишкових напружень, які могли б призвести до деформації або тріщин у виробі, що дозволяє виготовляти складні за формою та високоточні компоненти.
5. Висока пористість після обпалу. Перекристалізовані вироби з карбіду кремнію (SiC) після обпалу містять приблизно 10–20 % залишкових пор. Пористість матеріалу залежить переважно від пористості самог о «зеленого» виробу й практично не змінюється зі зміною температури спікання, що забезпечує можливість контролю пористості. Такі матеріали мають широке застосування у виробництві пористих матеріалів, зокрема для фільтрації вихлопних газів та повітря в системах спалювання іскопаемого палива, де вони можуть замінювати традиційні пористі продукти.
6. RSiC має дуже чіткі та чисті межі зерен, вільні від склоподібних фаз і домішок, оскільки будь-які оксиди або металеві домішки вже випаровуються при високих температурах 2150–2300 °C. Механізм спікання за рахунок випаровування та конденсації також забезпечує очищення SiC (вміст SiC у RSiC перевищує 99 %).