7 lykilmunur á kísilkarbíðdeiglum og öðrum háhita keramikefnum

1. Inngangur

Fyrir aðeins sólarhring var tilkynnt um stórt bylting í efnisvísindum: vísindamenn við leiðandi bandaríska rannsóknarstofu þróuðu nýja sintrunartækni sem dregur úr orkunotkun í sílikoni. karbít Keramikframleiðsla jókst um 30%. Þessi nýjung hefur þegar haft áhrif á alþjóðlega framboðskeðju fyrir rannsóknarstofubúnað og iðnaðaríhluti sem þola háan hita — þar á meðal sígilda kísilkarbíðdeigluna.

Kísilkarbíðdeiglur eru ómissandi í málmvinnslu, hálfleiðaraframleiðslu og háþróaðri keramikvinnslu. En með svo mörgum afkastamiklum keramikefnum á markaðnum - allt frá kísillnítríði til bórkarbíðs - er vert að spyrja: hvað greinir kísillkarbíð í raun og veru frá öðrum? Í þessari grein munum við brjóta niður sjö lykilatriði sem skilgreina hvers vegna kísillkarbíðdeiglur eru ráðandi í krefjandi hitauppstreymisforritum.

2. Hvað gerir kísilkarbíðdeiglur einstakar?

Kísilkarbíð (SiC) er efnasamband kísils og kolefnis með einstakri hörku, varmaleiðni og efnafræðilegri óvirkni. Kísilkarbíð deiglu nýtir þessa eiginleika til að þola hitastig yfir 1,600°C en standast jafnframt hitaáfall og tæringu frá bráðnum málmum eins og áli, kopar og jafnvel hvarfgjörnum málmblöndum.

Ólíkt hefðbundnum leir-grafít deiglum, kísill karbítdeiglur bjóða upp á framúrskarandi endingu og hreinleika - sem er mikilvægt þegar mengun getur eyðilagt heila framleiðslulotu af verðmætu efni. Þétt örbygging þeirra lágmarkar gegndræpi, dregur úr málmgegndræpi og lengir endingartíma.

3. Kísilkarbíð vs. bórkarbíð: Árangursviðureign

Þegar borið er saman bór karbít Á móti kísillkarbíði eru bæði mjög hörð keramik notuð í öfgafullum aðstæðum. Hins vegar er bórkarbíð framúrskarandi í nifteindaupptöku (sem gerir það tilvalið fyrir kjarnorkuvörn), en kísillkarbíð skín í hitastjórnun.

• Bórkarbíð er harðara (30 GPa á móti 25 GPa SiC) en brothættara.
• Kísilkarbíð hefur 3–5 sinnum meiri varmaleiðni, sem er mikilvægt fyrir jafna upphitun í deiglum.
• Bórkarbíð er mun dýrara og erfiðara að framleiða í flókin form eins og deiglur.

Fyrir bræðslu og steypu við háan hita er kísillkarbíð enn hagkvæmasti og hagkvæmasti kosturinn.

4. Kísillnítríð: Nýi kosturinn?

Íhlutir úr kísilnítríði keramik — eins og kísilnítríð deiglur, hringir og hitaskildir — eru að verða vinsælli vegna framúrskarandi brotþols og oxunarþols. Sumar verksmiðjur sem framleiða kísilnítríð deiglur markaðssetja nú vörur fyrir sérhæfða notkun í geimferðum og hálfleiðurum.

Hins vegar nær kísillnítríð hámarkshita yfirleitt um 1,400–1,500°C við samfellda notkun, en kísillkarbíðdeiglur virka áreiðanlega yfir 1,650°C. Að auki eru markaðsverð á hágæða kísillnítríðdufti sveiflukennd, sem gerir stórfellda framleiðslu á deiglum óhagkvæmari.

Það þarf þó að hafa í huga að sérsniðnar hitaskjöldur úr kísilnítríði og kísilnítríðplötur eru æskilegri í forritum sem krefjast höggþols - eins og í túrbínuíhlutum - ekki endilega í bráðnu málmi.

5. Handan við deiglur: Stækkandi alheimur kísilkarbíðkeramiksins

Fjölhæfni kísillkarbíðs nær langt út fyrir notkun í rannsóknarstofum og steypustöðvum. Í dag finnur þú kísillkarbíð keramikflísar í iðnaðarofnum, kísillkarbíð brennarastúta í ofnum og jafnvel kísillkarbíð múrsteina í eldföstum fóðringum.

Það kemur á óvart að neytendamarkaðir eru líka farnir að taka þessu opnum örmum. Vörur eins og bökunarform úr kísilkarbíði, diskar úr kísilkarbíði og skálar úr kísilkarbíði eru markaðssettar fyrir endingu, óhvarfgirni og glæsilega mattsvarta áferð. Vörumerki bjóða jafnvel upp á bökunarform úr kísilkarbíði í Staub-stíl og jóladiska úr kísilkarbíði með hátíðarþema.

Á sama tíma, í pípulagnum og verkfræði, sýna kísilkarbíð keramikpípur, kísilkarbíð rör í ofnum og kísilkarbíð diska kranar aðlögunarhæfni efnisins á mismunandi atvinnugreinar.

6. Framleiðsluaðferðir: Reaction-bonded vs. Sintered

Ekki eru allar kísilkarbíðdeiglur eins. Tvær ríkjandi aðferðir skilgreina afköst þeirra:

• RBSiC (viðbragðstengt kísillkarbíð): Felur í sér að brætt kísill síast inn í porous kolefnisforform. RBSic kísillkarbíðflísarblokkin eða deiglan sem myndast bjóða upp á nánast fullkomna nákvæmni og góða hitaáfallsþol en aðeins lægri hreinleika vegna leifar af kísilli.
• Sinterað SiC: Notar hágæða kísilkarbíðduft sem er pressað og brennt við mikinn hita. Þetta gefur þéttari og hreinni deiglur sem eru tilvaldar fyrir hálfleiðara eða greiningar - en á hærra verði.

Valið á milli þeirra fer eftir forgangsröðun þinni: kostnaðarhagkvæmni (RBSiC) eða efnafræðilegur hreinleiki (sinterað).

7. Hagnýt atriði fyrir kaupendur

Þegar þú velur kísilkarbíðdeiglu skaltu hafa eftirfarandi í huga:

• Rekstrarhitastig og andrúmsloft (oxandi vs. óvirkt)
• Nauðsynlegt hreinleikastig (t.d. fyrir bræðslu sjaldgæfra jarðmálma)
• Flækjustig rúmfræðinnar (RBSiC gerir kleift að nota flóknari form)
• Fjárhagsþrengingar samanborið við líftímakostnað

Ruglið heldur ekki saman iðnaðargæða deiglum við skrautlegar kísilkarbíð keramikplötur til málningar eða borðbúnað fyrir börn — þetta eru oft samsett efni eða gljáhúðaðar afbrigði sem eru ekki metin til að þola mikinn hita.

8. Niðurstaða

Kísilkarbíðdeiglur eru enn gullstaðallinn fyrir bræðslu við háan hita og mikla hreinleika. Þó að valkostir eins og kísilnítríð og bórkarbíð bjóði upp á sérstaka kosti, þá er jafnvægi kísilkarbíðs á milli hitauppstreymis, efnafræðilegs stöðugleika og framleiðsluhæfni óviðjafnanlegt. Þar sem nýjar sintrunartækni lækkar framleiðslukostnað má búast við enn víðtækari notkun - allt frá steypustöðvum til fínna veitingastaða.

Vefsíða okkar, stofnuð 17. október 2012, er hátæknifyrirtæki sem sérhæfir sig í rannsóknum og þróun, framleiðslu, vinnslu, sölu og tæknilegri þjónustu á keramikefnum eins og 7. Vörur okkar innihalda en takmarkast ekki við bórkarbíð keramikvörur, bórnítríð keramikvörur, kísillkarbíð keramikvörur, kísillnítríð keramikvörur, sirkondíoxíð keramikvörur o.s.frv. Ef þú hefur áhuga, vinsamlegast hafðu samband við okkur.